(57)【要約】 【課題】  装置全体の構造を簡便化することが可能であり、信頼性にも優れた、光走査スイッチ装置およびそれを備える発光装置を提供する。【解決手段】  各スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒは、同じ発光スイッチ素子Ｔが有する発光部Ｔｓから到来する光を遮光するので、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの一方側および他方側に隣接するスイッチ素子Ｔに照射される光量には、明確な差異が生じる。受光部Ｔｒは、受光するとトリガ信号を生成し、接続部Ｔｃを介して発光部Ｔｓに与える。発光部Ｔｓでは、トリガ信号が与えられるとしきい電圧またはしきい電流が低下し、しきい電圧またはしきい電流が低下した発光部Ｔｓに、この発光部Ｔｓが接続された走査信号伝送路１５によって伝送される走査信号φが与えられることによって、発光部Ｔｓを発光させることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定める部位にトリガ信号を与えることによって発光信号の電圧または電流よりもしきい電圧またはしきい電流が低下した状態で、前記発光信号が与えられたとき発光する発光部と、前記発光部に隣接して設けられ、受光によって予め定める部位にトリガ信号を発生し、かつ前記発光部から到来する光を遮る受光部と、前記発光部の予め定める部位と前記受光部の予め定める部位とを接続する接続部とを備える複数の発光スイッチ素子を有し、複数の前記発光スイッチ素子が、一方側に隣接する発光スイッチ素子の発光部に前記受光部を臨ませ、他方側に隣接する発光スイッチ素子の受光部に前記発光部を臨ませて配列された発光スイッチ素子アレイと、
各発光スイッチ素子の発光部に接続され、前記発光スイッチ素子の配列方向に隣接する発光スイッチ素子毎に、異なるタイミングで与えられる前記走査信号を伝送する複数の走査信号伝送路とを含むことを特徴とする光走査型スイッチ装置。
【請求項２】
前記発光部および前記受光部は、基板の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層、第１の他方導電型半導体層、第２の一方導電型半導体層および第２の他方導電型半導体層をそれぞれ有し、
前記発光部は、前記第２の他方導電型半導体層に接続され、前記走査信号伝送路と接続されるアノード端子またはカソード端子を有することを特徴とする請求項１記載の光走査型スイッチ装置。
【請求項３】
前記発光部および前記受光部の前記第１の一方導電型半導体層と、前記第１の他方導電型半導体層と、前記第２の一方導電型半導体層とは、一体形成されることを特徴とする請求項２記載の光走査型スイッチ装置。
【請求項４】
前記発光部は、基板の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層、第１の他方導電型半導体層、第２の一方導電型半導体層および第２の他方導電型半導体層を有し、
前記受光部は、前記基板の上に順次積層され、それぞれが非発光性の半導体材料によって形成される第１の一方導電型半導体層、他方導電型半導体層および第２の一方導電型半導体層を有することを特徴とする請求項１記載の光走査型スイッチ装置。
【請求項５】
前記発光部および前記受光部は、一方導電型半導体基板の上に順次積層される第１の他方導電型半導体層、第１の一方導電型半導体層、第２の一方導電型半導体層および第２の他方導電型半導体層を有し、
前記一方導電型半導体基板、前記第１の他方導電型半導体層および前記第１の一方導電型半導体層は、非発光性の半導体材料によって形成され、前記第２の一方導電型半導体層および前記第２の他方導電型半導体層とは、発光性の半導体材料によって形成されることを特徴とする請求項１記載の光走査型スイッチ装置。
【請求項６】
前記発光スイッチ素子の発光部が発する光を反射して、前記発光部に臨んで配列方向に隣接するスイッチ素子の受光部に導く反射手段を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光走査型スイッチ装置。
【請求項７】
電気絶縁性を有し、前記各発光スイッチ素子および前記各走査信号伝送路の間に設けられる絶縁層を含み、
前記反射手段は、前記走査信号伝送路および前記絶縁層の少なくともいずか１つによって形成されることを特徴とする請求項６記載の光走査型スイッチ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の光走査型スイッチ装置と、
予め定める部位にトリガ信号を与えることによって発光信号の電圧または電流よりもしきい電圧またはしきい電流が低下した状態で、前記発光信号が与えられたとき発光する発光素子を複数有し、複数の前記発光素子が相互に間隔をあけて配列された発光素子アレイと、
各発光素子に接続され、前記発光信号を伝送する発光信号伝送路と、
各発光素子の予め定める部位と、各発光素子に対応する各スイッチ素子の発光部の予め定める部位とを接続する接続手段とを含むことを特徴とする発光装置。
【請求項９】
前記接続部は、受光部の予め定める部位の電位よりも発光素子の予め定める部位の電位が高くなるように接続される電位差生成用の抵抗であることを特徴とする請求項８記載の発光装置。
【請求項１０】
前記接続部は、受光部の予め定める部位の電位よりも受光素子の予め定める部位の電位が高くなるように接続される電位差生成用のダイオードを含むことを特徴とする請求項８記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子が発する光に、前記発光スイッチ素子の発光部が発する光が干渉しないように、前記発光スイッチ素子が発する光を遮光する遮光手段を含むことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１つに記載の発光装置と、
画像情報に基づいて前記発光装置を駆動する駆動手段と、
帯電した感光体ドラムに前記発光装置の発光素子からの光を集光する集光手段と、
前記発光装置からの光が前記集光手段によって前記感光体ドラムに集光されて露光された感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤供給手段と、
感光体ドラムに現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写手段と、
記録シートに転写された現像剤を定着させる定着手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光スイッチ素子を複数配列して、光走査する光走査型スイッチ装置およびこの光走査型スイッチ装置を備える発光装置、ならびにこの発光装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プリンタなどの光プリンタヘッドとして用いられている発光装置として、発光ダイオード（Light Emitted Diode：略称ＬＥＤ）を多数配列して形成されるＬＥＤアレイがある。このＬＥＤアレイは、発光ダイオードと駆動回路とを個別に接続するために、多数のボンディングパッドを有する。たとえば電子写真プリンタを、Ａ３サイズ、６００ｄｐｉの仕様にて構成した場合、ボンディングパッドと回路配線との接続箇所は、約７７００箇所にも及び、このため両者を従来周知のワイヤボンディング法によって接続する作業に極めて長時間を要し、生産性を向上させることが困難である。また、前記ボンディングパッドを形成するためには、発光素子を形成するよりも大きな面積が必要となる上、電子写真プリンタによって形成すべき画像が高精細になるほど、走査方向における単位長あたりの発光素子の数が増加するため、ボンディングパッド数も増加する。１つのボンディングパッドを形成するために必要な面積が等しければ、前述したように画像が高精細になるほどボンディングパッドを形成するための面積が増し、ＬＥＤアレイが形成されたチップの表面積が増加するという問題がある。
【０００３】
このような問題に鑑み、発光素子としてＰＮＰＮ構造を有する発光サイリスタを使用し、発光サイリスタによって発光の自己走査を実現することによって、光プリンタヘッドに供するときに、基板への実装が簡便となり、コンパクトに作製することができる光走査装置がある（たとえば特許文献１，２，３，４，５参照）。
【０００４】
図４５は、自己走査機能を有する第１の従来の技術の光走査装置１の基本構造の模式図であり、図４６は、光走査装置１の基本構造の概略的な回路構成を示す図である。スタート発光サイリスタＴ０と、発光サイリスタＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎ−１，Ｔｎが略直線上に配列され、所定の発光サイリスタが発光すると、この発光サイリスタからの光が配列方向に隣接する発光サイリスタに入射するように構成される。発光サイリスタＴは、Ｐ型の半導体基板２の一表面上に、Ｎ型半導体層３、Ｐ型半導体層４、Ｎ型半導体層５および電極層６をこの順番で積層して構成される。各発光サイリスタＴの間には、透光性の樹脂層７が設けられている。スタート発光サイリスタＴ０と、発光サイリスタＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎ−１，Ｔｎとをまとめて、単に発光サイリスタＴと記載する場合がある。
【０００５】
発光サイリスタＴは、光を受光してそのしきい電圧が低下する特性を有する。このため、発光している発光サイリスタＴに距離的に近接する発光サイリスタのしきい電圧が低下する。各発光サイリスタＴのアノードには、３本の転送クロックラインＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３がそれぞれ３つの発光サイリスタごとに繰返し接続される。各転送クロックラインＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３には、それぞれ電流源I１、I２、I３が接続され、その電流量は発光クロックパルスφＥによって制御される。
【０００６】
図４７は、光走査装置１の動作を説明するための波形図である。図４７において、φＳは、スタート発光サイリスタＴ０に与えられるスタートパルスを表し、φ１〜φ３は、転送クロックラインＣＬ１〜ＣＬ３に与えられる第１〜第３クロックパルスをそれぞれ表し、Ｌ（Ｔ０）〜Ｌ（Ｔ５）は、それぞれ発光サイリスタＴの発光強度を表す。
【０００７】
まず、スタートパルスφＳがローレベルからハイレベルに変化し、これによって、スタート発光サイリスタＴ０がオフ状態からオン状態へ変化する。スタート発光サイリスタＴ０からの光は、隣接する発光サイリスタＴ１に入射し、これによって発光サイリスタＴ１のしきい電圧は低下する。発光サイリスタＴ２よりも走査方向下流側の発光サイリスタＴは、発光サイリスタＴ１よりもスタート発光サイリスタＴ０から離間しているので、スタート発光サイリスタＴ０からの入射光は弱く、しきい電圧の低下は小さい。スタート発光サイリスタＴ０から離間するほど入射光は弱まり、しきい電圧の変化も小さくなる。この状態で、次に第１クロックパルスφ１がローレベルからハイレベルに変化すると、発光サイリスタＴ１のしきい電圧が、スタート発光サイリスタＴ０からの光を受光することによって低下しているので、発光サイリスタＴ１がオフ状態からオン状態へ変化する。転送クロックラインＣＬ１に接続される発光サイリスタＴ４は、スタート発光サイリスタＴ０から十分離れているので、しきい電圧の低下はほとんどない。よって発光サイリスタＴ１のみオン状態となる。そしてスタートパルスφＳをローレベルとすることによってスタート発光サイリスタＴ０はオン状態からオフ状態へ変化する。これによってオン状態がスタート発光サイリスタＴ０から発光サイリスタＴ１へ転送される。
【０００８】
同様に、図４７に示すように転送クロックラインＣＬ１〜ＣＬ３に与えられる第１〜第３クロックパルスφ１〜φ３が変化すると、発光サイリスタＴ１から発光サイリスタＴ２に、発光サイリスタＴ２から発光サイリスタＴ３に、時間とともにオン状態が、すなわち発光状態が転送される。ここで、第３クロックパルスφ３のみがハイレベルにあり、発光サイリスタＴ３がオン状態にあるとき、発光サイリスタＴ３からの光は、隣接する発光サイリスタＴ２、Ｔ４に最も強く入射し、これによって発光サイリスタＴ２，Ｔ４のしきい電圧が低下する。発光サイリスタＴ１，Ｔ５は、発光サイリスタＴ２，Ｔ４に比べ、発光サイリスタＴ３から遠方にあるため、発光サイリスタＴ３から入射する光は弱く、しきい電圧はあまり低下しない。
【０００９】
この状態で第１クロックパルスφ１がハイレベルに変化すると、発光サイリスタＴ４のしきい電圧ＶＴＨ（Ｔ４）は、発光サイリスタＴ１のしきい電圧ＶＴＨ（Ｔ１）に比べて、より低下しているので、クロックパルスのハイレベル電圧ＶＨを、ＶＴＨ（Ｔ４）＜ＶＨ＜ＶＴＨ（Ｔ１）と設定することによって、発光サイリスタＴ４のみがオン状態となり、発光サイリスタＴ１はオフ状態を維持する。そして第３クロックパルスφ３をローレベルにすることによって、発光サイリスタＴ３はオフ状態になり、オン状態は発光サイリスタＴ３から発光サイリスタＴ４へ転送される。
【００１０】
このように第１〜第３クロックパルスφ１〜φ３のハイレベルを、互いに少しずつ重なるように設定することによって、発光サイリスタＴのオン状態は、発光サイリスタＴの配列方向に沿って順次転送されていく。たとえば発光サイリスタＴ３を強く発光させる場合、発光サイリスタＴ３が発光するタイミングに合わせて、発光クロックパルスφＥをハイレベルにする。これによってオン状態の発光サイリスタＴ３のみ電流量が増加するので、発光サイリスタＴ３の発光強度を大きくすることができる。
【００１１】
しかしながら発光装置１では、図４７に示される発光強度Ｌ（Ｔ０）〜Ｌ（Ｔ５）の波形図からも明らかなように、書き込みを行う発光サイリスタＴ以外の発光サイリスタＴもある程度のバイアス光を生じる。これはオン状態を維持するための電流によって発光が生じるためであるが、発光装置１を光プリンタヘッドに適用する場合、画像品質を劣化させる原因となる。このような問題に鑑み、書き込み用の発光素子と、発光素子を選択するためにオン状態が転送されるサイリスタとを別々に設け、このサイリスタを電気的に制御する発光装置がある。
【００１２】
図４８は、自己走査機能を有する発光装置８の基本構造の概略的な回路構成を示す回路図である。発光装置８は、スイッチ用のサイリスタＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎ−１，Ｔｎが略直線状に配列されたスイッチサイリスタアレイと、発光用のサイリスタＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎ−１，Ｌｎが略直線状に配列された発光サイリスタアレイとを有する。スイッチサイリスタＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎ−１，Ｔｎを総称する場合は、単にスイッチサイリスタＴと記載し、発光サイリスタＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎ−１，Ｌｎを総称する場合は、単に発光サイリスタＬと記載する場合がある。
【００１３】
発光装置８では、スイッチサイリスタＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎ−１，Ｔｎおよび発光サイリスタＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎ−１，Ｌｎのうち、それぞれの対応したスイッチサイリスタＴのゲートと、発光サイリスタＬのゲートとが接続される。たとえば、走査方向の上流側からｎ番目に配置されるスイッチ用サイリスタＴｎと、同じく走査方向上流側からｎ番目に配置される発光サイリスタＬｎのゲートとが接続される。スイッチサイリスタＴ１のゲートは、第１信号入力ラインＳに接続される。また、各々のスイッチサイリスタＴのゲートは、負荷抵抗ＲＬを介して制御用電源ＶＧＫに接続され、アノード電極には、２本の転送クロックラインＣＬ１，ＣＬ２がそれぞれ２つのスイッチサイリスタごとに繰り返し接続される。たとえばスイッチサイリスタＴ１，Ｔ３は、転送クロックラインＣＬ２に接続され、たとえばスイッチサイリスタＴ２，Ｔ４は、転送クロックラインＣＬ１に接続される。
【００１４】
またスイッチサイリスタＴ２のゲートと、スイッチサイリスタＴ１のゲートと、転送方向指定ダイオードＤを介して接続され、以後、同様に隣接するスイッチサイリスタＴのゲートは、転送方向指定ダイオードＤを介して接続される。転送方向指定ダイオードＤは、アノードが転送方向下流側のスイッチサイリスタのゲートと接続される。発光サイリスタＬのアノードは、第２信号入力ラインＥに接続され、カソードは、接地される。
【００１５】
図４９は、発光装置８の動作を説明するための波形図である。図４９において、φＳは、第１信号入力ラインＳに与えられるスタートパルスを表し、φ１およびφ２は、転送クロックラインＣＬ１，ＣＬ２に与えられる第１、第２クロックパルスをそれぞれ表し、φＥは、第２信号入力ラインＥに与えられる発光クロックパルスを表し、Ｌは、発光サイリスタＴ１の発光強度を表す。
【００１６】
転送のスタートは、スタートパルスφＳがハイレベルからローレベルに変化することによって始まる。これによって、電気的にスイッチサイリスタＴ１のしきい電圧が低下げられる。このとき第２クロックパルスφ２をローレベルからハイレベルにすることによって、スイッチサイリスタＴ１がオン状態になる。スイッチサイリスタＴ２の走査方向下流側のスイッチサイリスタＴは、転送方向指定ダイオードＤによって、スイッチサイリスタＴ１から離れるほどダイオードＤの順方向電圧降下分、スイッチサイリスタＴのゲートにかかる電圧が上昇する。このため、同じ転送クロックラインＣＬ２が接続されているスイッチサイリスタＴ３のゲートは、ダイオードＤを２つ介してスイッチサイリスタＴ１のゲートと接続されるので、スイッチサイリスタＴ３のしきい電圧は、スイッチサイリスタＴ１のゲートよりもダイオードＤの２つ分の電圧だけしきい電圧が上昇しており、第２クロックパルスφ２のハイレベルがスイッチサイリスタＴ３のしきい電圧以下となるようなスタートパルスを与えることによって、スイッチサイリスタＴ１のみがオン状態になる。
【００１７】
この状態で発光クロックパルスφＥをローレベルからハイレベルにすると、ゲートがスイッチサイリスタＴ１のゲートに接続されている発光サイリスタＬ１のオン条件は、スイッチサイリスタＴ１のオン条件と同じになるため、発光サイリスタＬ１が点灯することになる。発光クロックパルスφＥをハイレベルからローレベルに戻すことによって、発光サイリスタＬ１はオフ状態になり消灯する。
【００１８】
次にスイッチサイリスタＴ１からスイッチサイリスタＴ２へのオン状態の転送について説明する。発光サイリスタＬ１がオフ状態になっても第２クロックパルスφ２がハイレベルのままであれば、スイッチサイリスタＴ１のオン状態は保持される。このとき、スイッチサイリスタＴ２では、発光サイリスタＴ１に比べダイオードＤ１つ分だけゲートに印加される電圧が高くなり、同じ転送クロックラインＣＬ１が接続されているスイッチサイリスタＴ４は、それよりもさらにダイオードＤ２つ分だけゲートに印加される電圧が高くなる。この状態で第１クロックパルスφ１を、ローレベルからハイレベルに変化させたとき、スイッチサイリスタＴ２のしきい電圧と、スイッチサイリスタＴ４のしきい電圧の間となるように、第１クロックパルスφ１のハイレベルを選べば、スイッチサイリスタＴ２のみがオン状態になる。
【００１９】
スイッチサイリスタＴ２がオン状態となった後、第２クロックパルスφ２をハイレベルからローレベルに変化させることによって、スイッチサイリスタＴ１は発光サイリスタＬ１がオフ状態となるのと同様にオフ状態になる。このときスタートパルスφＳがローレベルからハイレベルに変化しているので、転送方向指定ダイオードＤによって、スイッチサイリスタＴ１のゲートに印加される電圧は、ほぼ制御用電源ＶＧＫの電圧に等しくなり、全てのスイッチサイリスタＴのうちスイッチサイリスタＴ２のしきい電圧が、最も低くなる。このようにして、スイッチサイリスタＴのオン状態は、スイッチサイリスタＴ１からスイッチサイリスタＴ２に移る。このとき、発光クロックパルスφＥをローレベルからハイレベルにすると、発光サイリスタＬ２がオン状態となり、発光する。
【００２０】
前記の動作を、スイッチサイリスタＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎ−１，Ｔｎにおいて、順次繰り返すことによってスイッチサイリスタＴのオン状態が、２本の転送クロックラインＣＬ１，ＣＬ２のみで順次転送される。（たとえば、特許文献２，３，４，５参照）
【００２１】
【特許文献１】特開昭４９−１２４９９２号公報
【特許文献２】特許２５７７０３４号公報
【特許文献３】特許２５７７０８９号公報
【特許文献４】特許２６８３７８１号公報
【特許文献５】特開２００３−２４３６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
前述した光走査装置１では、発光サイリスタＴを配列方向に沿って順番に発光させる、言い換えれば、発光サイリスタＴを配列方向に沿って順番にオン状態にするには、少なくとも３本以上の転送クロックラインＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３を必要とする。これは、発光している発光サイリスタＴの配列方向に隣接する発光サイリスタＴがどちらも光励起状態であり、かつ両者の受光量に差がほとんど無いため、転送クロックラインを２本とすると、発光の転送方向の指定ができないためである。
【００２３】
前述した発光装置８では、スイッチサイリスタＴを配列方向に沿って順番にオン状態にさせるために、２本の転送クロックラインＣＬ１，ＣＬ２のみで構成することができる。
【００２４】
しかしながら、スイッチサイリスタＴを電気的に制御することによって、スイッチサイリスタＴのオン状態の転送を実現しているので、隣接するスイッチサイリスタＴの間に転送方向を指定するためのダイオードＤを設ける必要があり、またスイッチサイリスタＴのゲートに印加する電圧を制御するための負荷抵抗ＲＬを設ける必要がある。このようなダイオードＤおよび負荷抵抗ＲＬをスイッチサイリスタＴが有するＰＮＰＮ構造の一部を利用して形成されるので、構造が複雑となり、生産工程における工程数が多くなり生産性が低下するという問題がある。
【００２５】
したがって本発明の目的は、装置の構造を複雑にすることなく、可及的に少ない信号伝送路によって、配列された発光スイッチ素子に順番にスイッチ動作を行わせることができる光走査スイッチ装置およびこの光走査スイッチ装置を備える発光装置、ならびにこの発光装置を備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の光走査型スイッチ装置は、予め定める部位にトリガ信号を与えることによって発光信号の電圧または電流よりもしきい電圧またはしきい電流が低下した状態で、前記発光信号が与えられたとき発光する発光部と、前記発光部に隣接して設けられ、受光によって予め定める部位にトリガ信号を発生し、かつ前記発光部から到来する光を遮る受光部と、前記発光部の予め定める部位と前記受光部の予め定める部位とを接続する接続部とを備える複数の発光スイッチ素子を有し、複数の前記発光スイッチ素子が、一方側に隣接する発光スイッチ素子の発光部に前記受光部を臨ませ、他方側に隣接する発光スイッチ素子の受光部に前記発光部を臨ませて配列された発光スイッチ素子アレイと、
各発光スイッチ素子の発光部に接続され、前記発光スイッチ素子の配列方向に隣接する発光スイッチ素子毎に、異なるタイミングで与えられる前記走査信号を伝送する複数の走査信号伝送路とを含むことを特徴とする。
【００２７】
また本発明の光走査型スイッチ装置は、前記発光部および前記受光部は、基板の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層、第１の他方導電型半導体層、第２の一方導電型半導体層および第２の他方導電型半導体層をそれぞれ有し、
前記発光部は、前記第２の他方導電型半導体層に接続され、前記走査信号伝送路と接続されるアノード端子またはカソード端子を有することを特徴とする。
【００２８】
また本発明の光走査型スイッチ装置は、前記発光部および前記受光部の前記第１の一方導電型半導体層と、前記第１の他方導電型半導体層と、前記第２の一方導電型半導体層とは、一体形成されることを特徴とする。
【００２９】
また本発明の光走査型スイッチ装置は、前記発光部は、基板の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層、第１の他方導電型半導体層、第２の一方導電型半導体層および第２の他方導電型半導体層を有し、
前記受光部は、前記基板の上に順次積層され、それぞれが非発光性の半導体材料によって形成される第１の一方導電型半導体層、他方導電型半導体層および第２の一方導電型半導体層を有することを特徴とする。
【００３０】
また本発明の光走査型スイッチ装置は、前記発光部および前記受光部は、一方導電型半導体基板の上に順次積層される第１の他方導電型半導体層、第１の一方導電型半導体層、第２の一方導電型半導体層および第２の他方導電型半導体層を有し、
前記一方導電型半導体基板、前記第１の他方導電型半導体層および前記第１の一方導電型半導体層は、非発光性の半導体材料によって形成され、前記第２の一方導電型半導体層および前記第２の他方導電型半導体層とは、発光性の半導体材料によって形成されることを特徴とする。
【００３１】
また本発明の光走査型スイッチ装置は、前記発光スイッチ素子の発光部が発する光を反射して、前記発光部に臨んで配列方向に隣接するスイッチ素子の受光部に導く反射手段を含むことを特徴とする。
【００３２】
また本発明の光走査型スイッチ装置は、電気絶縁性を有し、前記各発光スイッチ素子および前記各走査信号伝送路の間に設けられる絶縁層を含み、
前記反射手段は、前記走査信号伝送路および前記絶縁層の少なくともいずか１つによって形成されることを特徴とする。
【００３３】
また本発明の発光装置は、前記光走査型スイッチ装置と、
予め定める部位にトリガ信号を与えることによって発光信号の電圧または電流よりもしきい電圧またはしきい電流が低下した状態で、前記発光信号が与えられたとき発光する発光素子を複数有し、複数の前記発光素子が相互に間隔をあけて配列された発光素子アレイと、
各発光素子に接続され、前記発光信号を伝送する発光信号伝送路と、
各発光素子の予め定める部位と、各発光素子に対応する各スイッチ素子の発光部の予め定める部位とを接続する接続手段とを含むことを特徴とする。
【００３４】
また本発明の発光装置は、前記接続部は、受光部の予め定める部位の電位よりも発光素子の予め定める部位の電位が高くなるように接続される電位差生成用の抵抗であることを特徴とする。
【００３５】
また本発明の発光装置は、前記接続部は、受光部の予め定める部位の電位よりも受光素子の予め定める部位の電位が高くなるように接続される電位差生成用のダイオードを含むことを特徴とする。
【００３６】
また本発明の発光装置は、前記発光素子が発する光に、前記発光スイッチ素子の発光部が発する光が干渉しないように、前記発光スイッチ素子が発する光を遮光する遮光手段を含むことを特徴とする。
【００３７】
また本発明の画像形成装置は、前記発光装置と、
画像情報に基づいて前記発光装置を駆動する駆動手段と、
帯電した感光体ドラムに前記発光装置の発光素子からの光を集光する集光手段と、
前記発光装置からの光が前記集光手段によって前記感光体ドラムに集光されて露光された感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤供給手段と、
感光体ドラムに現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写手段と、
記録シートに転写された現像剤を定着させる定着手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、発光スイッチ素子の発光部が発光すると、この発光部の光は、発光した発光部を有する発光スイッチ素子の前記配列方向に隣接する発光スイッチ素子に照射される。各発光スイッチ素子の受光部は、同じ発光スイッチ素子が有する発光部から到来する光を遮光するので、発光した発光部を有する発光スイッチ素子の配列方向の一方側および他方側に隣接する発光スイッチ素子に照射される光量には、明確な差異が生じる。
【００３９】
前記発光した発光部を有する発光スイッチ素子の配列方向の他方側に隣接する発光スイッチ素子の、前記発光部に臨む受光部では、受光によって予め定める部位にトリガ信号を発生し、このトリガ信号が接続部を介して、このトリガ信号を発生した受光部を有する発光スイッチ素子の発光部に与えられる。予め定める部位にトリガ信号が与えられると、発光部のしきい電圧またはしきい電流が低下する。
【００４０】
前記発光した発光部を有する発光スイッチ素子の配列方向の一方側に隣接する発光スイッチ素子では、前記発光した発光部の光が、この発光した発光部を有する発光スイッチ素子の受光部によって遮光されるので、照射される光量は小さくなり、発光部のしきい電圧またはしきい電流は、前記発光した発光部を有する発光スイッチ素子に隣接していても、ほとんど低下しない。
【００４１】
走査信号の電圧または電流よりも、しきい電圧またはしきい電流が低下した発光部に、この発光部が接続された走査信号伝送路によって伝送される走査信号が与えられることによって、発光部は発光する。複数の走査信号伝送路によって伝送される走査信号は、配列方向に隣接する発光スイッチ素子毎に、異なるタイミングで与えられるので、隣接する発光スイッチ素子の受光部が受光することによってしきい電圧またはしきい電流が低下した発光部を有する発光スイッチ素子に、走査信号を与えることができ、これによって発光スイッチ素子の発光部を配列方向の一方から他方に順番に発光させることができる。
【００４２】
発光している発光部を有する発光スイッチ素子の配列方向の一方側および他方側に隣接する発光スイッチ素子の発光部が、同じ走査信号伝送路に接続されていても、前述したように、発光している発光部を有する発光スイッチ素子の配列方向の他方側に隣接する発光スイッチ素子の発光部のしきい電圧またはしきい電流を、配列方向の一方側に隣接する発光スイッチ素子の発光部のしきい電圧またはしきい電流よりも大きく低下させることができるので、これによって発光している発光部を有する発光スイッチ素子の配列方向の一方側および他方側に隣接する発光スイッチ素子の発光部に、同じ走査信号を与えたとしても、配列方向の他方側に隣接している発光スイッチ素子の発光部だけを選択的に発光させることができる。したがって、走査信号伝送路を可及的に少なく構成することができ、たとえば信号伝送路を２本だけ設ける構成としても、配列方向の一方から他方へと、光走査して、配列された発光スイッチ素子に順番にスイッチ動作を行わせることができる。
【００４３】
各発光スイッチ素子の発光部は、同じ発光スイッチ素子が有する受光部が隣接するスイッチ素子の発光部から発する光を受光することによって、そのしきい電圧またはしきい電流を低下するので、各発光スイッチ素子の間に転送方向指定のためのダイオードおよび電源との間に接続される負荷抵抗などを接続する必要がない。したがって装置の構造を複雑にすることなく、可及的に少ない信号伝送路によって、光走査型スイッチ装置を構成することができる。また前述した図４８に示される発光装置におけるスイッチ素子アレイの構成と比較して、装置の構造が簡素化されるので、製造工程を少なくすることができ、装置の生産性を向上させることができる。
【００４４】
また本発明によれば、発光部および受光部は、一方導電型半導体によって形成される半導体層と他方導電型半導体によって形成される半導体層とが交互に積層される単純な構成で、実現することができ、光走査型スイッチ装置の作製が容易となる。発光部も受光部も同じ層構成であるので、発光部および受光部を一連の製造工程において、一括して作製することができる。
【００４５】
発光部の第２の他方導電型半導体層には、走査信号伝送路と接続されるアノード端子またはカソード端子が接続される。第２の他方導電型半導体層を走査信号伝送路と直接接続しないで、端子を介して接続することによって、発光部と走査信号伝送路との接続部において接触抵抗を可及的に低減することができ、発光スイッチ素子における発熱を抑制し、また消費電力を低減することができる。
【００４６】
また本発明によれば、発光部および受光部の第１の一方導電型半導体層と、第１の他方導電型半導体層と、第２の一方導電型半導体層とが、一体形成されるので、発光部および受光部の構成がさらに簡素化され、発光部および受光部の作製がさらに容易となる。さらに、第２の一方導電型半導体層が接続部として機能するので、接続部を別途形成する必要がなく、発光スイッチ素子の構成をさらに簡素化することができ、これによって製造工程を可及的に少なくすることができ、生産性を向上させることができる。
【００４７】
また本発明によれば、発光部は、一方型半導体と他方型半導体とが交互に積層される単純な構成によって、実現することができ、光走査型スイッチ装置の作製が容易となる。また受光部は、基板の上に、第１の一方導電型半導体層、他方導電型半導体層および第２の一方導電型半導体層とが順次積層される単純な構成によって、実現することができ、光走査型スイッチ装置の作製が容易となる。
【００４８】
受光部の各半導体層は、非発光性の半導体材料によって形成される。非発光性の半導体材料は、いわゆる間接遷移型の半導体材料であり、たとえばシリコンなどの非発光性の半導体材料によって形成される半導体層は、発光性を有する半導体材料によって形成される半導体層と比較して、キャリア濃度の制御が容易であるので、第２の一方導電型半導体層のキャリア濃度を低く形成して、受光部における受光感度を向上させることができる。受光部における受光感度を向上させることによって、発光部に与える電力を小さくして、発光強度を小さくしても光走査させることができ、低消費電力の光走査型スイッチ装置を実現することができる。
【００４９】
また本発明によれば、発光性の半導体材料は、直接遷移型の半導体によって実現され、非発光性の半導体材料は、間接遷移型の半導体によって実現される。たとえばシリコンなどの非発光性の半導体材料によって形成される半導体層は、発光性を有する半導体材料によって形成される半導体層と比較して、キャリア濃度の制御が容易であるので、第２の一方導電型半導体層のキャリア濃度を低く形成して、受光部における受光感度を向上させることができる。受光部における受光感度を向上させることによって、発光部に与える電力を小さくして、発光強度を小さくしても光走査させることができ、低消費電力の光走査装置を実現することができる。半導体基板として、たとえば非発光性の半導体材料であるシリコン（Ｓｉ）によって形成されるシリコン基板を用いると、機械的な強度が高く、その表面に、ほぼ無欠陥の結晶成長が可能であるので、受光部の受光特性および発光部の発光特性を、各スイッチ素子において揃えることができ、安定して動作させることができるとともに、歩留まりを向上させることができる。
【００５０】
また本発明によれば、反射手段によって、発光した発光スイッチ素子の発光部からの光を反射して、この発光した発光部を有する発光スイッチ素子の配列方向に隣接し、前記発光部に臨む受光部に導くので、１つの発光スイッチ素子の発光部から、この発光部に受光部を臨ませて配置される配列方向に隣接する発光スイッチ素子の受光部に伝達する光の伝達効率を向上させることができ、発光した発光部を有する発光スイッチ素子に隣接する発光スイッチ素子の受光部は、可及的に多くの光を受光することができる。これによって、発光したスイッチ素子に隣接する発光スイッチ素子の受光部のトリガ信号を確実に発生させて、発光した発光スイッチ素子に隣接する発光スイッチ素子の発光部のしきい電圧またはしきい電流を、確実に低下させることができ、光スイッチ素子の光走査をより安定して行うことができる。また、発光した発光部を有する発光スイッチ素子に隣接する発光スイッチ素子の発光部のしきい電圧およびしきい電流を迅速に低下させることができるので、発光スイッチ素子を配列方向に順番に発光させる発光スイッチ素子の走査速度を向上させることができる。
【００５１】
また発光スイッチ素子の発光部が発する光量を小さくても、隣接する発光スイッチ素子のしきい電圧またはしきい電流を下げることができるので、発光スイッチ素子の発光に必要な電力を可及的に抑制して光走査を行うことができ、光走査型スイッチ装置の消費電力を抑制することができる。
【００５２】
また本発明によれば、絶縁層は、各発光スイッチ素子と各走査信号伝送路との間に設けられるので、各発光スイッチ素子と各走査信号伝送路とが短絡してしまうことが防止される。
【００５３】
反射手段は、各走査信号伝送路および絶縁層のうち少なくともいずれか１つによって形成されるので、反射手段を作製するために特別に反射層などを形成する必要がなく、既存の構成を利用して形成することができる。したがって、発光装置の作製工程が増加することなく、反射手段を形成することができる。
【００５４】
また本発明によれば、発光部の予め定める部位と受光部の予め定める部位とが第２の接続手段によって接続されることによって、第２接続手段を介してトリガ信号が、各発光スイッチ素子に対応する各発光素子の予め定める部位に与えることができる。発光素子は、その予め定める部位にトリガ信号が与えられると、しきい電圧またはしきい電流が低下する。発光素子のしきい電圧またはしきい電流が、発光信号の電圧または電流よりも低下した状態で、発光信号伝送路によって伝送される発光信号を与えることによって、各発光素子を選択的に発光させることができる。
【００５５】
また本発明によれば、接続手段は電位差生成用の抵抗を含んで形成されるので、受光部が受光することによって生成されるトリガ信号は、抵抗を介して発光素子の予め定める部位に与えられる。抵抗によって受光部の予め定める部位と、発光素子の予め定める部位との間に電位差が生じ、受光部の予め定める部位の電位よりも、発光素子の予め定める部位の電位が高くなるので、受光部が受光することによって、発光素子のしきい電圧またはしきい電流が、過剰に低下してしまうことを制限して、発光素子における発光の誤動作を防止することができる。
【００５６】
また本発明によれば、接続手段は電位差生成用のダイオードを含んで形成されるので、受光部が受光することによって生成されるトリガ信号は、ダイオードを介して発光部の予め定める部位に与えられる。受光部の予め定める部位よりも、ダイオード素子の拡散電位分だけ、発光素子の予め定める部位の電位が高くなるので、受光部が受光することによって、発光素子のしきい電圧またはしきい電流が、過剰に低下してしまうことを制限して、発光素子における発光の誤動作を防止することができる。
【００５７】
また本発明によれば、各発光スイッチ素子は、配列方向に沿って順番に発光するので、この光を遮光手段によって遮光し、発光素子が発する光に干渉しないようにすることによって、発光素子が発光しているときには、発光素子の光量が小さくなったり大きくなったりしてしまうことが防止され、安定した光量を得ることができる。
【００５８】
また本発明によれば、画像情報に基づいて前記発光装置を駆動手段によって駆動して、発光装置からの光を集光手段によって、帯電した感光体ドラムに集光することによって、感光体ドラムは露光され、その表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラムに、現像剤供給手段によって現像剤を供給すると、感光体ドラムに現像剤が付着して画像が形成される。転写手段によって、感光体ドラムに現像剤によって形成された画像を記録シートに転写して、定着手段によって記録シートに転写された現像剤を定着させることによって、記録シートに画像が形成される。
【００５９】
また発光スイッチ素子は走査方向に沿って順番に発光するが、発光スイッチ素子と発光素子とが離間しており、発光素子の発光によって、感光体ドラムが露光され、発光スイッチ素子の発光によって感光体ドラムが露光させることがないので、優れた品質の記録画像を得ることができる。
【００６０】
また感光体ドラムへの露光を行うための発光素子と、信号転送のための発光スイッチ素子とを一体的に集積化したものとすることができるので、発光装置を実装するための回路基板を小型化することができ、この回路基板とのワイヤボンディングの数および回路基板に搭載すべき駆動ＩＣの数を低減することができるので、小型化および低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
図１は、本発明の第１の実施の形態の光走査型スイッチ装置９を備える発光装置１０の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光装置１０の平面を示し、発光信号伝送路１２、走査信号伝送路１５、スタート信号伝送路１６、発光素子のゲート１９、発光スイッチ素子であるスイッチ素子Ｔのゲート２４、接続手段１４、発光素子遮光部２３および表面電極２５は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【００６２】
発光装置１０は、発光素子アレイ１１と、発光信号伝送路１２と、スイッチ素子アレイ１３と、接続手段１４と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０と、スタート信号伝送路１６と、絶縁層１７と、遮光層１８と、発光素子遮光部２３とを含んで構成される。光走査型スイッチ装置９は、スイッチ素子アレイ１３と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、後述する駆動手段７３とを含んで構成される。
【００６３】
発光素子アレイ１１は、複数の発光素子Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉ（記号ｉは、２以上の正の整数）を含んで構成され、各発光素子Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉが、相互に間隔Ｗ１をあけて配列される。以後、各発光素子Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉを総称する場合、および発光素子Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉのうち不特定のものを示す場合、単に発光素子Ｌと記載する場合がある。発光素子Ｌは、露光用の発光素子である。本実施の形態では、各発光素子Ｌは、等間隔に配列され、かつ直線状に配列される。各発光素子Ｌの配列方向Ｘは、図１において左右方向である。以後、各発光素子Ｌの配列方向Ｘを、単に配列方向Ｘと記載する場合がある。各発光素子Ｌの光の出射方向に沿う方向を厚み方向Ｚとし、前記配列方向Ｘおよび厚み方向Ｚに垂直な方向を幅方向Ｙとする。発光素子Ｌは、６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光を発光可能に形成される。
【００６４】
発光素子Ｌは、Ｐ型半導体層とＮ型半導体層とが交互に積層されて構成されるＰＮＰＮ構造を有する発光サイリスタによって実現される。発光素子Ｌは、逆阻止３端子サイリスタと同様な負性抵抗特性を有する。発光素子Ｌは、予め定める部位であるゲート１９に、トリガ信号を与えることによって発光信号φＥの電圧よりもしきい電圧が低下し、かつ前記発光信号φＥが与えられたとき、または発光信号φＥの電流よりもしきい電流が低下し、かつ前記発光信号φＥが与えられたとき発光する。発光信号φＥの電圧とは、発光信号φＥが与えられることによって、発光素子Ｌのアノードおよびカソード間に印加される電圧であり、発光信号φＥの電流とは、発光信号φＥが与えられることによって発光素子Ｌに与えられる電流である。
【００６５】
配列方向Ｘの各発光素子Ｌの間隔Ｗ１と、発光素子Ｌの配列方向Ｘの長さＷ２とは、発光装置１０が搭載される後述する画像形成装置８７において形成すべき画像の解像度によって決定され、たとえば画像の解像度が３００ドットパーインチ（ｄｐｉ）の場合、前記間隔Ｗ１は、約４５μｍ（マイクロメートル）に選ばれ、前記長さＷ２は、約４０μｍに選ばれる。また前記長さＷ２は、隣接する発光素子Ｌの間に、後述する発光素子遮光部２３を形成可能に選ばれる。発光素子Ｌの配列方向Ｘの寸法は、発光素子Ｌの幅方向Ｙの寸法よりも小さく選ばれる。これによって、各発光素子Ｌを配列方向Ｘに近接させて、集積密度を高めたときに、発光素子Ｌの光量が不足してしまうことが防止される。
【００６６】
発光信号伝送路１２は、各発光素子Ｌに接続され、各発光素子Ｌに発光信号φＥを伝送する。発光信号伝送路１２は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって、発光素子Ｌが発する波長の光を反射するように形成される。具体的には発光信号伝送路１２は、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）、金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）などによって形成される。
【００６７】
発光信号伝送路１２は、各発光素子Ｌの幅方向Ｙに隣接して、発光素子アレイ１１に沿って延びる信号路延在部２１と、前記配列方向Ｘに相互に間隔をあけて信号路延在部２１から幅方向一方Ｙ１に突出して、各発光素子Ｌの厚み方向一端部に接続される素子接続部２２とを有する。
【００６８】
発光スイッチアレイであるスイッチ素子アレイ１３は、複数の発光スイッチ素子であるスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊ（記号ｊは、２以上の正の整数）を含んで構成され、各スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊが、隣接するスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊからの光を受光するように相互に間隔Ｗ３をあけて配列される。以後、各スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊを総称する場合、およびスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊのうち不特定のものを示す場合、単にスイッチ素子Ｔと記載する場合がある。本実施の形態では、各スイッチ素子Ｔは、等間隔に配置される。本実施の形態では、発光素子Ｌとスイッチ素子Ｔとの数は等しく、すなわち前記ｉと記号ｊとは等しい数に選ばれる。スイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの中央と、発光素子Ｌの配列方向の中央とは、配列方向Ｘに垂直な同一の仮想一平面上に設けられる。
【００６９】
発光スイッチ素子である各スイッチ素子Ｔは、発光素子アレイ１１の幅方向Ｙに隣接し、この発光素子アレイ１１に沿って、複数の発光素子Ｌに対向した状態で直線状に配列される。したがって、各スイッチ素子Ｔの配列方向は、前記各発光素子Ｌの配列方向Ｘと同じである。
【００７０】
各スイッチ素子Ｔは、発光部Ｔｓと、受光部Ｔｒと、接続部Ｔｃとをそれぞれ含んで構成される。各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓを個別に示す場合、スイッチ素子Ｔの参照符号に添え字「ｓ」を付して記載し、各スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒを個別に示す場合、スイッチ素子Ｔの参照符号に添え字「ｒ」を付して記載し、各スイッチ素子Ｔの接続部ｒを個別に示す場合、スイッチ素子Ｔの参照符号に添え字「ｃ」を付して記載する。たとえばスイッチ素子Ｔ１は、発光部Ｔｓ１、受光部Ｔｒ１および接続部Ｔｃ１を有する。
【００７１】
各スイッチ素子Ｔにおいて、発光部Ｔｓと受光部Ｔｒとは、配列方向Ｘに隣接して設けられる。複数のスイッチ素子Ｔは、一方側に隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに受光部Ｔｒを臨ませ、他方側に隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに発光部Ｔｓを臨ませて配列される。つまりスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１は、スイッチ素子Ｔ２の受光部Ｔｒ２に臨み、スイッチ素子Ｔ２の発光部Ｔｓ２は、スイッチ素子Ｔ３の受光部Ｔｒ３に臨む。
【００７２】
発光部Ｔｓの予め定める部位である発光部Ｔｓのゲート２７と、受光部Ｔｒの予め定める部位である受光部Ｔｒのゲート２８とは、接続部Ｔｃによって電気的に接続される。
【００７３】
各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒは、Ｐ型半導体層とＮ型半導体層とが交互に積層されて構成されるＰＮＰＮ構造を有する発光サイリスタによって実現される。スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒは、逆阻止３端子サイリスタと同様な負性抵抗特性を有する。スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒは、受光によって予め定める部位である受光部Ｔｒのゲート２８にトリガ信号を発生する。受光部Ｔｒのゲート２８に生成されたトリガ信号は、接続部Ｔｃを介して発光部Ｔｓのゲート２７に与えられる。発光部Ｔｓのゲート２７にトリガ信号が与えられることによって、発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流が低下する。発光部Ｔｓは、走査信号伝送路１５に接続され、走査信号伝送路１５を介して与えられる走査信号φの電圧よりもしきい電圧が低下し、かつ前記走査信号φが与えられたとき、または走査信号φの電流よりもしきい電流が低下し、かつ前記走査信号φが与えられたとき発光する。走査信号φの電圧とは、走査信号φが与えられることによって、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのアノードおよびカソード間に印加される電圧であり、走査信号φの電流とは、走査信号φが与えられることによってスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに与えられる電流である。
【００７４】
本実施の形態では、スイッチ素子Ｔのゲート２４は、発光部のゲート２７と受光部のゲート２８とを含む。
【００７５】
配列方向Ｘの各スイッチ素子Ｔの間隔Ｗ３は、製造工程における制限を受けるので、スイッチ素子Ｔの厚み方向Ｚの高さの２倍以上に形成されるが、２０μｍ未満に選ばれ、好ましくは１０μｍ以下に選ばれる。本実施の形態では、スイッチ素子Ｔの高さを約４μｍとしており、この場合には間隔Ｗ３は８μｍ程度になる。前記間隔Ｗ３が２０μｍ以上になると、伝送効率が大きく低下してしまう。
【００７６】
スイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの寸法は、スイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの寸法よりも小さく選ばれる。これによって、各スイッチ素子Ｔを配列方向Ｘに近接させて、集積密度を高めたときに、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの光量が不足してしまうこと、および受光部Ｔｒの受光量が不足してしまうことが防止される。
【００７７】
スイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの長さＷ４は、前記配列方向Ｘの各発光素子Ｌの間隔Ｗ１と、発光素子Ｌの配列方向Ｘの長さＷ２と、配列方向Ｘの各スイッチ素子Ｔの間隔Ｗ３とによって決定される。すなわち配列方向Ｘの各発光素子Ｌの間隔Ｗ１と、発光素子Ｌの配列方向Ｘの長さＷ２とを加算した長さと、配列方向Ｘの各スイッチ素子Ｔの間隔Ｗ３とスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの長さＷ４とを加算した長さとが、等しく選ばれる。
【００７８】
接続手段１４は、各発光素子Ｌの前記予め定める部位であるゲート１９と、各発光素子Ｌに対応する各スイッチ素子Ｔの前記予め定める部位であるゲート２４とを、電気的に接続する。接続手段１４は、具体的には発光素子Ｌ１のゲート１９と、スイッチ素子Ｔ１のゲート２４とを電気的に接続し、発光素子Ｌ２のゲート１９と、スイッチ素子Ｔ２のゲート２４とを電気的に接続し、発光素子Ｌｉ−１のゲート１９と、スイッチ素子Ｔｊ−１のゲート２４とを電気的に接続し、発光素子Ｌｉのゲート１９と、スイッチ素子Ｔｊのゲート２４とを電気的に個別に接続する。
【００７９】
第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂは、各スイッチ素子Ｔに接続され、配列方向Ｘに隣接するスイッチ素子Ｔ毎に、異なるタイミングで与えられる前記第１および第２走査信号φ１，φ２を伝送する。本実施の形態において、第１走査信号伝送路１５ａは、第１走査信号φ１を伝送し、第２走査信号伝送路１５ｂは、第２走査信号φ２を伝送する。第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂを総称する場合、および第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂのうち不特定のものを示す場合、単に走査信号伝送路１５と記載し、第１および第２走査信号φ１，φ２を総称する場合、および第１および第２走査信号φ１，φ２のうち不特定のものを示す場合、単に走査信号φと記載する場合がある。走査信号伝送路１５は、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）、金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）などによって形成される。
【００８０】
第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂは、各スイッチ素子Ｔの厚み方向一方Ｚ１で絶縁層１７を介して各スイッチ素子Ｔに重なって形成され、配列方向Ｘに沿って延びる。第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂは、幅方向Ｙに予め定める間隔Ｗ５をあけて配置される。予め定める間隔Ｗ５は、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂ間で短絡が発生しない距離に選ばれ、たとえば１０μｍに選ばれる。第1および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂは、厚み方向一方Ｚ１側から見て、幅方向Ｙにおいて、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔａおよび受光部Ｔｂの幅方向Ｙの両端部を除く中間部分にわたって形成される。
【００８１】
各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓは、厚み方向一方Ｚ１の端部、すなわち図１の紙面に垂直な方向手前側に、表面電極２５を有する。第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂは、各スイッチ素子Ｔの前記表面電極２５に順次１つずつ接続され、配列されるスイッチ素子Ｔに沿って、それぞれが交互にスイッチ素子Ｔに接続される。すなわち、第１走査信号伝送路１５ａは、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ３，…，Ｔｊ−１に接続され(記号ｊは、整数かつ２×ｍであり、記号ｍは自然数)、第２走査信号伝送路１５ｂは、スイッチ素子Ｔ２，Ｔ４，…，Ｔｊに接続される。したがって、スイッチ素子Ｔのうち、配列方向Ｘのｎ番目（記号ｎは、２以上ｊ以下となる正の整数）に配置されるスイッチ素子Ｔｎと、このスイッチ素子Ｔｎの配列方向Ｘに隣接するスイッチ素子Ｔｎ＋１，Ｔｎ−１とは、それぞれ異なる走査信号伝送路１５に接続される。
【００８２】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、Ｐ型半導体層とＮ型半導体層とが交互に積層されて構成されるＰＮＰＮ構造を有する発光サイリスタによって実現される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、逆阻止３端子サイリスタと同様な負性抵抗特性を有する。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、アノードカソード間に、しきい電圧以上の電圧またはしきい電流以上の電流が与えられることによって発光する。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、しきい電圧以上の電圧レベルまたはしきい電流以上の電流レベルの発光信号φＳが与えられたとき、発光する。
【００８３】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、スイッチ素子アレイ１３の配列方向Ｘの端部に配置されるスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに光を照射するように配置される。本実施の形態では、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、スイッチ素子Ｔ１の受光部Ｔｒ１に光を照射するように配置される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が配置される配列方向一方Ｘ１が、光走査装置における光の走査方向の上流側である。スタート用スイッチ素子Ｔ０の幅方向他方Ｙ２の端と、スイッチ素子アレイ１３の各スイッチ素子Ｔの幅方向他方Ｙ２の端と、配列方向Ｘに揃えて配置される。
【００８４】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、厚み方向一方Ｚ１の端部、すなわち図１の紙面に垂直な方向手前側に、表面電極２５を有する。スタート信号伝送路１６は、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の表面電極２５に接続され、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０にスタート信号φＳを伝送する。
【００８５】
スタート信号伝送路１６は、幅方向Ｙにおいて走査信号伝送路１５のスイッチ素子アレイ１１側に設けられる。スタート信号伝送路１６は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって形成される。具体的にはスタート信号伝送路１６は、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）、金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）などによって形成される。
【００８６】
前述した発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、絶縁層１７によって覆われる。
【００８７】
遮光手段である遮光層１８は、各スイッチ素子Ｔの厚み方向Ｚの一方側、すなわち各スイッチ素子Ｔの図１の紙面に垂直手前側から、各スイッチ素子Ｔを覆い、発光素子Ｌが発する光に、スイッチ素子Ｔが発する光が干渉しないように、スイッチ素子Ｔが発する光を遮光する。
【００８８】
発光素子遮光部２３は、各発光素子Ｌの間と、発光素子アレイ１１の配列方向Ｘの両端部の発光素子Ｌの配列方向Ｘの外方とに設けられ、発光素子Ｌから配列方向Ｘに向かう光を遮光する。発光素子遮光部２３は、発光信号伝送路１２から離間して設けられ、発光信号伝送路１２とは、絶縁層１７によって電気的に絶縁される。
【００８９】
前述した発光素子Ｌ、発光信号伝送路１２、スイッチ素子Ｔ、接続手段１４、走査信号伝送路１５、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０、スタート信号伝送路１６、絶縁層１７、遮光層１８および発光素子遮光部２３は、１つの基板３１に集積されて形成される。
【００９０】
以下、発光装置１０の各構成について、さらに具体的に説明する。
図２は、図１の切断面線Ｂ１−Ｂ１から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。発光素子Ｌは、基板３１の厚み方向Ｚの一表面３１ａ上に形成される第１の一方導電型半導体層３２、第１の他方導電型半導体層３３、第２の一方導電型半導体層３４および第２の他方導電型半導体層３５を含む。
【００９１】
基板３１は、本実施の形態では、一方導電型の半導体基板である。基板３１の厚み方向Ｚの他表面３１ｂ上には、裏面電極３６が形成される。裏面電極３６は、基板３１の厚み方向Ｚの他表面３１ｂの全面にわたって形成される。裏面電極３６は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって形成される。具体的には裏面電極３６は、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）および金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）などによって形成される。基板３１の厚み方向Ｚの一表面３１ａは、平面に形成される。
【００９２】
発光素子Ｌは、基板３１の厚み方向Ｚの一表面３１ａに、第１の一方導電型半導体層３２が積層され、第１の一方導電型半導体層３２の厚み方向Ｚの一表面３２ａ上に第１の他方導電型半導体層３３が積層され、第１の他方導電型半導体層３３の厚み方向Ｚの一表面３３ａ上に第２の一方導電型半導体層３４が積層され、第２の一方導電型半導体層３４の厚み方向Ｚの一表面３４ａ上に第２の他方導電型半導体層３５が積層され、第２の他方導電型半導体層３５の厚み方向Ｚの一表面３５ａ上にオーミックコンタクト層３７が積層されて構成される。
【００９３】
さらに具体的には、基板３１は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などの結晶成長が可能な半導体基板であり、たとえば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、ガリウムリン（ＧａＰ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの半導体材料によって形成される。
【００９４】
第１の一方導電型半導体層３２は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびインジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）などの半導体材料によって形成される。第１の一方導電型半導体層３２のキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３程度のものが望ましい。
【００９５】
第１の他方導電型半導体層３３は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第１の他方導電型半導体層３３を形成する半導体材料には、第１の一方導電型半導体層３２を形成する半導体材料のエネルギーギャップと同じ、もしくは第１の一方導電型半導体層３２を形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが小さいものが選ばれる。第１の他方導電型半導体層３３のキャリア密度は１×１０１７ｃｍ−３程度のものが望ましい。
【００９６】
第２の一方導電型半導体層３４は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第２の一方導電型半導体層３４を形成する半導体材料には、第１の他方導電型半導体層３３を形成する半導体材料のエネルギーギャップと同じ、もしくは第１の他方導電型半導体層３３を形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが小さいものが選ばれる。第２の一方導電型半導体層３４のキャリア密度は、第１の一方導電型半導体層３２、第１の他方導電型半導体層３３、第２の一方導電型半導体層３４および第２の他方導電型半導体層３５の全層の中で最も小さく１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０１７ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。第２の一方導電型半導体層３４は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成することによって、高い内部量子効率を得ることができる。
【００９７】
第２の他方導電型半導体層３５は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第２の他方導電型半導体層３５を形成する半導体材料には、第１の他方導電型半導体層３３および第２の一方導電型半導体層３４を形成する半導体材料のエネルギーギャップと同じ、第１の他方導電型半導体層３３および第２の一方導電型半導体層３４を形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが大きいものが選ばれる。第２の他方導電型半導体層３５のキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。
【００９８】
オーミックコンタクト層３７は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）およびインジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）などの半導体材料によって形成される他方導電型の半導体層であり、発光信号伝送路１２とのオーミック接合を行うためのものである。オーミックコンタクト層３７のキャリア密度は１×１０１９ｃｍ−３以上のものが望ましい。
【００９９】
第１の一方導電型半導体層３２、第１の他方導電型半導体層３３、第２の一方導電型半導体層３４、第２の他方導電型半導体層３５およびオーミックコンタクト層３７が積層された積層体は、略直方体形状を有する。第１の一方導電型半導体層３２、第１の他方導電型半導体層３３、第２の一方導電型半導体層３４、第２の他方導電型半導体層３５およびオーミックコンタクト層３７は、絶縁層１７によって覆われる。
【０１００】
絶縁層１７は、電気絶縁性および透光性ならびに平坦性を有する樹脂材料によって形成される。絶縁層１７は、ポリイミドおよびベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などによって形成される。
【０１０１】
絶縁層１７のうち、隣接する発光素子Ｌの間の部分には、幅方向Ｙに垂直な仮想一平面において、Ｖ字形状となり、基板３１の一表面３１ａまで達する溝部３８が形成され、この溝部３８に前記発光素子遮光部２３が形成される。発光素子遮光部２３は、溝部３８の表面に沿って形成され、基板３１の一表面３１ａからオーミックコンタクト層３７の配列方向Ｘの側方にわたって設けられる。発光素子遮光部２３は、発光素子Ｌの幅方向Ｙの一端部および他端部間にわたって形成され、発光素子Ｌの幅方向Ｙの端部よりも発光素子Ｌの幅方向一方Ｙ１および幅方向他方Ｙ２まで延びる。このような発光素子遮光部２３を形成することによって、隣接する発光素子Ｌが発光したときにこの光を受光することが防止され、隣接する発光素子Ｌが発光しても、この発光に伴って発光素子Ｌのしきい電圧またはしきい電流が変化してしまうことがないので、発光素子Ｌを選択的に安定して発光させることができる。
【０１０２】
オーミックコンタクト層３７の厚み方向Ｚの一表面３７ａには、発光信号伝送路１２の素子接続部２２が接続される。絶縁層１７のうち、オーミックコンタクト層３７の厚み方向Ｚの一表面３７ａ上に形成される部分には、貫通孔３９が形成され、この貫通孔３９に前記素子接続部２２の一部が形成されて、素子接続部２２がオーミックコンタクト層３７に接触している。前記貫通孔３９は、発光素子Ｌの配列方向Ｘの中央で、かつ発光素子Ｌの幅方向Ｙの中央が絶縁層１７から露出するように形成されており、発光信号伝送路１２からの電流を、発光素子Ｌの中央部に効率的に供給して、発光素子Ｌを発光させることができる。発光素子Ｌでは、主に第２の一方導電型半導体層３４と、第２の他方導電型半導体層３５との界面付近で、第２の一方導電型半導体層導電３４寄りの領域において光が発生する。
【０１０３】
発光信号伝送路１２の素子接続部２２の配列方向Ｘの長さＷ６は、発光素子Ｌの配列方向Ｘの長さＷ２の１／３以下に形成される。素子接続部２２は、発光素子Ｌの光の出射方向の一部を覆うが、長さＷ６を前述したように選ぶことによって、発光素子Ｌから発せられ、厚み方向一方Ｚ１に向かう光を、遮ってしまうことを可及的に防止する。また発光素子Ｌから発せられ、厚み方向一方Ｚ１に向かい、発光信号伝送路１２によって反射された光の一部は、発光素子遮光部２３および基板３１などによって反射されることによって、厚み方向一方Ｚへと向かう。
【０１０４】
図３は、図１の切断面線Ｂ２−Ｂ２から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。スイッチ素子Ｔは、基板３１の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３、第２の一方導電型半導体層４４および第２の他方導電型半導体層４５ｓ，４５ｒを有する。基板３１の一表面３１ａに第１の一方導電型半導体層４２が積層され、第１の一方導電型半導体層４２の厚み方向一表面４２ａに第１の他方導電型半導体層４３が積層され、第１の他方導電型半導体層４３の厚み方向一表面に第２の一方導電型半導体層４４が積層される。第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４の積層体は、略直方体形状に形成される。
【０１０５】
第２の一方導電型半導体層４４は、配列方向Ｘの一端部３９ｒおよび他端部３９ｓの厚みＷ７が、配列方向の中央部３９ｃの厚みＷ８よりも厚く形成される。前記厚みＷ８は、厚みＷ７の５０％〜９０％程度に選ばれる。厚みＷ８が、小さすぎると抵抗値が増し、トリガ信号が減衰されてしまうが、厚みＷ８をこのように選ぶことによって、受光部Ｔｒで発生したトリガ信号をより確実に発光部Ｔｓに伝達することができる。
【０１０６】
第２の一方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｒで、厚みＷ７を有する部分の配列方向Ｘの長さＷ９と、第２の他方導電型半導体層４４の他端部３９ｓで、厚みＷ７を有する部分の配列方向Ｘの長さＷ１０とは、等しく選ばれる。第２の他方導電型半導体層４４の中央部３９ｃで、厚みＷ８を有する部分の配列方向Ｘの長さＷ１１は１０マイクロメートル（μｍ）程度に選ばれる。
【０１０７】
第２の一方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｒで、厚みＷ７を有する部分には、厚み方向一表面４４ａ上に第２の他方導電型半導体層４５ｒが積層され、第２の他方導電型半導体層４５ｒの厚み方向Ｚの一表面上には、遮光部形成層４６が積層される。第２の他方導電型半導体層４５ｒおよび遮光部形成層４６の積層体は、略直方体形状を有する。
【０１０８】
第２の一方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの他端部３９ｓで、厚みＷ７を有する部分には、厚み方向一表面４４ａ上に第２の他方導電型半導体層４５ｓが積層され、第２の他方導電型半導体層４５ｓの厚み方向Ｚの一表面上には、オーミックコンタクト層４７が積層される。第２の他方導電型半導体層４５ｓおよびオーミックコンタクト層４７の積層体は、略直方体形状を有する。スイッチ素子Ｔは、幅方向に垂直な仮想一平面における断面が厚み方向Ｚの一方に開口する略コ字状となる。
【０１０９】
第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４は、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒにおいて共用される。発光部Ｔｓは、第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４と、第２の他方導電型半導体層４５ｓおよびオーミックコンタクト層４７とを含んで形成され、受光部Ｔｒは、第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４と、第２の他方導電型半導体層４５ｒおよび遮光部形成層４６とを含んで形成される。発光部Ｔｓおよび受光部ＴｒのＺ方向の厚みは、等しく選ばれ、幅方向Ｙにおいて受光部Ｔｒは、発光部Ｔｓの一端部および他端部間にわたって延びる。
【０１１０】
１つのスイッチ素子Ｔが有する発光部Ｔｓの受光部Ｔｒとにおいて、配列方向Ｘで、発光部Ｔｓの受光部Ｔｒに臨む面と、受光部Ｔｒの発光部Ｔｓに臨む面との距離は、前述した長さＷ１１となる。
【０１１１】
発光部Ｔｓの第２の他方導電型半導体層４５ｓの厚みと、受光部Ｔｒの第２の他方導電型半導体層４５ｒの厚みとは等しく選ばれ、オーミックコンタクト層４７の厚みと遮光部形成層４６の厚みとは等しく選ばれる。また発光部Ｔｓの第２の他方導電型半導体層４５ｓの幅方向Ｙの長さと、受光部Ｔｒの第２の他方導電型半導体層４５ｒの幅方向Ｙの長さとは等しく選ばれ、オーミックコンタクト層４７の幅方向Ｙの長さと遮光部形成層４６の幅方向Ｙの寸法とは等しく選ばれる。また発光部Ｔｓの幅方向Ｙの長さは、受光部Ｔｒの幅方向Ｙの寸法と等しく選ばれる。
【０１１２】
本実施の形態では、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒは、配列方向Ｘに垂直な仮想一平面に関して面対称となるように形成される。
【０１１３】
スイッチ素子Ｔの、一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３、第２の一方導電型半導体層４４、第２の他方導電型半導体層４５ｓ，４５ｒおよびオーミックコンタクト層４７の各半導体層を構成する半導体材料のエネルギーギャップおよびキャリア密度は、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒにおける受光感度と、発光部Ｔｓにおける外部への光の取り出し効率および発光効率を高めるように設計することが好ましい。具体的には、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４を形成する半導体材料のエネルギーギャップに比べ、第１の一方導電型半導体層４２および第２の他方導電型半導体層４５を構成する半導体材料のエネルギーギャップを大きくすればよい。このようなエネルギーギャップとすることによって、第２の他方導電型半導体層４５と第２の一方導電型半導体層４４との界面付近で発生した光が、第１の一方導電型半導体層４２および第２の他方導電型半導体層４５に吸収されることなく隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに照射されるため、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１１４】
第１の一方導電型半導体層４２は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびインジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）などの半導体材料によって形成される。第１の一方導電型半導体層４２のキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３程度のものが望ましい。
【０１１５】
第１の他方導電型半導体層４３は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第１の他方導電型半導体層４３を形成する半導体材料には、第１の一方導電型半導体層４２を形成する半導体材料のエネルギーギャップと同じ、もしくは第１の一方導電型半導体層４２を形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが小さいものが選ばれる。第１の他方導電型半導体層４３のキャリア密度は１×１０１７ｃｍ−３程度のものが望ましい。
【０１１６】
第２の一方導電型半導体層４４は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第２の一方導電型半導体層４４を形成する半導体材料には、第１の他方導電型半導体層４３を形成する半導体材料のエネルギーギャップと同じ、もしくは第１の他方導電型半導体層４３を形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが小さいものが選ばれる。第２の一方導電型半導体層４４のキャリア密度は、第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３、第２の一方導電型半導体層４４および第２の他方導電型半導体層４５ｓの全層の中で最も小さく１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０１７ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。第２の一方導電型半導体層４４は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成することによって、高い内部量子効率を得ることができる。
【０１１７】
第２の他方導電型半導体層４５ｓ，４５ｒは、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。特に第２の他方導電型半導体層４５ｓを形成する半導体材料には、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４を形成する半導体材料のエネルギーギャップと同じ、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４を形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが大きいものが選ばれる。第２の他方導電型半導体層４５ｓのキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。
【０１１８】
遮光部形成層４６は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）およびインジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）などの半導体材料によって形成される他方導電型の半導体層であり、第２の一方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｒ、第２の他方導電型半導体層４５ｒとともに、発光部Ｔｓから到来する光を遮る遮光部として機能する。
【０１１９】
オーミックコンタクト層４７は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）およびインジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）などの半導体材料によって形成される他方導電型の半導体層であり、表面電極２５とのオーミック接合を行うためのものである。オーミックコンタクト層４７のキャリア密度は１×１０１９ｃｍ−３以上のものが望ましい。
【０１２０】
スイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層４２と、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層４３と、発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層３３とは、同じ半導体材料によって形成され、また層みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔの第２の一方導電型半導体層４４と、発光素子Ｌの第２の一方導電型半導体層３４とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔの第２の他方導電型半導体層４５ｓ，４５ｒと、発光素子Ｌの第２の他方導電型半導体層３５とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのオーミックコンタクト層４７および受光部Ｔｒの遮光部形成層４６と、発光素子Ｌのオーミックコンタクト層３７とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。
【０１２１】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓでは、第２の一方導電型半導体層４４および第２の他方導電型半導体層４５ｓによって主として光を発生する発光領域が形成され、受光部Ｔｒでは、第１の一方導電型半導体層４２と第１の他方導電型半導体層４３と第２の一方導電型半導体層４４ｒとによって主として受光する受光領域、言い換えればフォトトランジスタ部が形成される。
【０１２２】
スイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層４３の厚みは、５０Å〜１０００Åに選ばれる。このように第１の他方導電型半導体層４３の厚みを選ぶことによって、第１の一方導電型半導体層４２と第１の他方導電型半導体層４３と第２の一方導電型半導体層４４とによって形成されるフォトトランジスタ部の電流増幅率が大きくなり、効率よく外部からの光を受光することができる。
【０１２３】
オーミックコンタクト層４７の厚み方向Ｚの一表面４７ａ上には、表面電極２５がオーミック接合されて設けられる。表面電極２５は、オーミックコンタクト層４７の厚み方向Ｚの一表面４７ａの周縁部を除く全領域にわたって形成される。これによってスイッチ素子Ｔの各半導体層への電界を均一化することができ、スイッチ素子Ｔから放射される光の発光強度を増加させることができる。表面電極２５は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって形成される。具体的には表面電極２５は、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）および金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）などによって形成される。また表面電極２５は、光を反射することによって、スイッチ素子Ｔの厚み方向一方Ｚ１へ向かう光を遮光する。
【０１２４】
第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３、第２の一方導電型半導体層４４、第２の他方導電型半導体層４５、オーミックコンタクト層４７および表面電極２５は、絶縁層１７によって覆われ、隣接するスイッチ素子Ｔと電気的に絶縁される。前記発光部Ｔｓには、隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒが臨んで配置されて、前述したように絶縁層１７は、透光性を有するので、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発光すると、この光は絶縁層１７を透過して、配列方向Ｘの他方に隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに入射する。絶縁層１７は、スイッチ素子Ｔが発する波長の光の９５％以上を透過する樹脂材料によって形成される。所定のスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒの、隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに臨む面と、前記所定のスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒの、前記所定のスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに臨む面との間の距離は、前述した間隔Ｗ３である。
【０１２５】
図３の矢符で示すように、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓは、第２の一方導電型半導体層４４および第２の他方導電型半導体層４５ｓの界面付近で、第２の一方導電型半導体層４４寄りの領域から主に発光する。また第１の一方導電型半導体層４２および第１の他方導電型半導体層４３の界面付近でもわずかに発光する。発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４および第２の他方導電型半導体層４５ｓの界面付近からは、光が全方向に放射される。
【０１２６】
発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４および第２の他方導電型半導体層４５ｓの界面付近から、この発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに向かう方向、すなわち配列方向一方Ｘ１に向かう光は、受光部Ｔｒを構成する第２の一方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｒ、第２の他方導電型半導体層４５ｒおよび遮光部形成層４６によって遮光される。
【０１２７】
第２の一方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｒ、第２の他方導電型半導体層４５ｒおよび遮光部形成層４６の、配列方向の長さＷ９は、２０μｍ以上に選ばれ、好ましくは３０μｍ以上に選ばれ、スイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの長さＷ４の１／２未満に選ばれる。前記寸法Ｗ９が、２０μｍ未満であると、第２の一方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｒ、第２の他方導電型半導体層４５ｒおよび遮光部形成層４６を、光が透過してしまうおそれがあり、スイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの長さＷ４の１／２以上となると、スイッチ素子Ｔに占める発光部Ｔｓの体積が小さくなり、発光部Ｔｓが発光したときに十分な光量を得がたくなるおそれがある。したがって、配列方向の長さＷ９を、２０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上、スイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの長さＷ４の１／２未満に選ぶことによって、発光部Ｔｓから到来する光を透過することなく、確実に遮光することができ、また発光部Ｔｓのスイッチ素子Ｔに占める体積を大きくすることができる。また発光部Ｔｓのスイッチ素子Ｔに占める体積を大きくすれば、発光部Ｔｓが発光したときの光量を向上させることができる。
【０１２８】
受光部Ｔｒの特に、第２の一方導電型半導体層４４の一端部３９ｒで、中央部３９ｃよりも厚み方向一方Ｚ１に突出する部分と、第２の他方導電型半導体層４５ｒと、遮光部形成層４６とが、発光部Ｔｓから到来する光を遮光することによって、発光部Ｔｓが発光したとき、この発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの一方に隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓにおいて、受光される光量を低減し、受光によってしきい電圧またはしきい電流が低下してしまうことを抑制することができる。
【０１２９】
本実施の形態では、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒにおいて、第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４が共通に用いられており、接続部Ｔｃは、第２の一方導電型半導体層４４の中央部３９ｃを含んで形成される。発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒの第１の一方導電型半導体層４２と、第１の他方導電型半導体層４３と、第２の一方導電型半導体層４４とは、一体形成されるので、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒの構成がさらに簡素化され、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒの作製がさらに容易となる。第２の一方導電型半導体層４４の中央部３９ｃが接続部Ｔｃとして機能するので、接続部Ｔｃを別途形成する必要がなく、スイッチ素子Ｔの構成をさらに簡素化することができ、これによって製造工程を可及的に少なくすることができ、生産性を向上させることができる。
【０１３０】
スイッチ素子Ｔでは、配列方向一方Ｘ１に隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発光すると、この光を受光部Ｔｒによって受光する。受光部Ｔｒが受光すると光励起によって受光部Ｔｒの各半導体層に、受光強度に応じたキャリアが生成される。受光部のゲート２８、発光部のゲート２７および接続部Ｔｃは、ともに第２の一方導電型半導体層４４によって一体的に形成されているので、受光部Ｔｒにおいて光励起によって、受光部のゲート２８にトリガ信号としてのキャリアが生成されると、このトリガ信号は、接続部Ｔｃを介して発光部のゲート２７に与えられ、発光部Ｔｓにおいてもキャリアが生成される。キャリアの生成によって、第２の一方導電型半導体層４４に蓄積される電子が、第２の一方導電型半導体層４４のフェルミ準位を下げ、これによって第１の他方導電型半導体層４３と第２の一方導電型半導体層４４との接合部分において、なだれ現象が発生しやすくなり、発光部Ｔｓにおけるしきい電圧またはしきい電流を低下させることができる。
【０１３１】
絶縁層１７を平坦性を有する樹脂材料によって形成することによって、絶縁層１７を形成するときに、各スイッチ素子Ｔの間にも樹脂材料を充填して、絶縁層１７を各スイッチ素子Ｔの間に確実に形成することができる。絶縁層１７は、樹脂材料を塗付し、この樹脂材料を硬化させて形成される。絶縁層１７を、ポリイミドおよびベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などによって形成することによって、各スイッチ素子Ｔの間隔Ｗ３を前述のように選んでも、この空隙に絶縁層１７を確実に形成することができ、また第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３、第２の一方導電型半導体層４４、第２の他方導電型半導体層４５ｓ，４５ｒ、遮光部形成層４６、オーミックコンタクト層４７、表面電極２５および基板３１に絶縁層１７を密着して形成することができる。絶縁層１７が、スイッチ素子Ｔの表面から剥離してしまうと、この剥離した部分の界面によって、光が反射されてしまい、隣接するスイッチ素子Ｔからの光の受光量が低下してしまうおそれがあるが、このような問題が発生しない。
【０１３２】
表面電極２５の厚み方向Ｚの一表面２５ａには、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂのうちの１つが接続される。絶縁層１７のうち、表面電極２５の厚み方向Ｚの一表面２５ａ上に形成される部分には、貫通孔４９が形成され、この貫通孔４９を介して第１，第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂのうちの１つが接続され、スイッチ素子Ｔと第１，第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂのうちの他の走査信号伝送路１５とは、絶縁層１７によって電気的に絶縁される。スイッチ素子Ｔは絶縁層１７によって覆われているので、スイッチ素子Ｔの厚み方向一方Ｚ１側に、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂを積層することができる。
【０１３３】
本実施の形態では、一方導電型はＮ型であり、他方導電型はＰ型である。発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔにおいて、一方導電型をＮ型とし、他方導電型をＰ型とすると、発光信号伝送路１２および走査信号伝送路１５が、各発光素子Ｌおよび各スイッチ素子Ｔのアノードに接続される構成となり、カソード電位を０ボルト（Ｖ）にすると、各発光素子Ｌおよび各スイッチ素子Ｔに電圧または電流を印加する電源に、正電源を用いることができるので好ましい。本実施の形態では、発光素子Ｌにおいては発光信号伝送路１２がアノード端子として機能し、裏面電極３６がカソード端子として機能する。またスイッチ素子Ｔにおいては、オーミックコンタクト層４７，表面電極２５がアノード端子として機能し、裏面電極３６がカソード端子として機能する。第２の他方導電型半導体層４５ｓを走査信号伝送路１５と直接接続しないで、オーミックコンタクト層４７および表面電極２５を含むアノード端子を介して接続することによって、発光部Ｔｓと走査信号伝送路１５との接続部分において接触抵抗を可及的に低減することができ、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓにおける発熱を抑制し、また消費電力を抑制することができる。
【０１３４】
各スイッチ素子Ｔの厚み方向Ｚの一方側において、絶縁層１７および走査信号伝送路１５は遮光層１８によって覆われる。遮光層１８の材料としては、電気絶縁性を有し、スイッチ素子Ｔから発せられる波長の光を、２μｍ〜３μｍ程度の厚みでほぼ完全に吸収するようなものであれば種々ものが使用可能である。本実施の形態では遮光層１８は、緑色のポリイミドによって形成される。遮光層１８の厚みは、５μｍ〜１０μｍ程度に選ばれる。
【０１３５】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓから発せられ、厚み方向一方Ｚ１へ向かう光は、絶縁層１７と走査信号伝送路１５と界面、走査信号伝送路１５、絶縁層１７と遮光層１８との界面などによって反射されるか、遮光層１８によって吸収される。各走査信号伝送路１５および絶縁層１７によって反射手段が形成される。これによって、スイッチ素子Ｔからの光が、発光素子Ｌから厚み方向一方Ｚ１に出射される光に干渉してしまうことが防止される。したがって発光装置１０を、後述する画像形成装置８７の露光装置として用いた場合に、スイッチ素子Ｔからの漏れ光によって、画像の劣化が発生せず、優れた品質の画像を形成することができる。
【０１３６】
絶縁層１７と走査信号伝送路１５とは、前述したように反射手段として機能し、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓから発せられた光を、発光部Ｔｓに臨む受光部Ｔｒに反射することができる。これによって１つのスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓから、この発光部Ｔｓに受光部Ｔｒを臨ませて配置される配列方向Ｘに隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに伝達する光の伝達効率を向上させることができる。これによって、発光したスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒにトリガ信号を確実に発生させることができ、発光したスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を、確実に低下させることができ、スイッチ素子Ｔの光走査をより安定して行うことができる。また、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧およびしきい電流を迅速に低下させることができるので、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓを配列方向に順番に発光させるスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの走査速度を向上させることができる。またスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発する光量を小さくても、隣接するスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流を下げることができるので、スイッチ素子Ｔの発光に必要な電力を可及的に抑制して光走査を行うことができ、装置の消費電力を抑制することができる。このような反射手段を作製するために特別に反射層などを形成する必要がなく、既存の構成である絶縁層１７および走査信号伝送路１５を利用して形成することができる。したがって、発光装置１０の作製工程が増加することなく、反射手段を形成することができる。
【０１３７】
図４は、図１の切断面線Ｂ３−Ｂ３から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。発光素子Ｌと、スイッチ素子Ｔとは、幅方向Ｙに隣接して配置される。発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２と、第１の他方導電型半導体層３３と、第２の一方導電型半導体層３４とのスイッチ素子Ｔ寄りの端部は、第２の他方導電型半導体層３５と、オーミックコンタクト層３７とのスイッチ素子Ｔ寄りの端部よりも、スイッチ素子Ｔに向かって突出し、発光素子接続部５１を構成する。またスイッチ素子Ｔの、第１の一方導電型半導体層４２と、第１の他方導電型半導体層４３と、第２の一方導電型半導体層４４との発光素子Ｌ寄りの端部は、第２の他方導電型半導体層４５ｓ，４５ｒと、遮光部形成層４６およびオーミックコンタクト層３７との発光素子Ｌよりの端部よりも、スイッチ素子Ｔに向かって突出し、スイッチ素子接続部５２を構成する。
【０１３８】
発光素子Ｌの第２の一方導電型半導体層３４のうち、発光素子接続部５１を構成する部分３４Ａは、第２の他方導電型半導体層３５が積層される部分３４Ｂよりも厚みが小さく形成される。また発光素子スイッチＴの第２の一方導電型半導体層４４のうち、スイッチ素子接続部５２を構成する部分４４Ａは、第２の他方導電型半導体層４５が積層される部分４４Ｂよりも厚みが小さく形成される。
【０１３９】
発光素子Ｌの発光素子接続部５１と、この発光素子Ｌに対応するスイッチ素子Ｔのスイッチ素子接続部５２とは一体的に形成される。すなわち、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２と、スイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層４２とが一体形成されており、発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層４３と、スイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層３３とが一体形成されており、発光素子Ｌの第２の一方導電型半導体層３４と、スイッチ素子Ｔの第２の一方導電型半導体層４４とが一体形成されている。
【０１４０】
発光素子Ｌの第２の一方導電型半導体層３４は、発光素子Ｌのゲート１９であり、スイッチ素子Ｔの第２の一方導電型半導体層４４は、スイッチ素子Ｔのゲート２４である。スイッチ素子Ｔのゲート２４は、発光部のゲート２７および受光部のゲート２８でもある。接続手段１４は、第２の一方導電型半導体層３４の発光素子接続部５１における部分および第２の一方導電型半導体層４４のスイッチ素子接続部５２における部分を含んで構成される。したがって接続手段１４は、発光素子Ｌとスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート同士を電気的に接続している。このように接続手段１４を構成することによって、製造工程をより少なくすることができ、また発光素子Ｌとスイッチ素子Ｔとを幅方向Ｙにより近接させることができるので、発光装置１１０を小型化することができる。
【０１４１】
接続手段１４の抵抗値は、１ｋΩ（オーム）以下に選ばれる。抵抗値が高すぎると、スイッチ素子Ｔから発光素子Ｌへのトリガ信号が減衰されてしまうが、接続手段１４の抵抗値を前記範囲に選ぶことによって、スイッチ素子Ｔから発光素子Ｌへのトリガ信号が減衰することなく伝達される。接続手段１４の幅方向Ｙの長さ、言い換えれば発光素子接続部５１とスイッチ素子接続部５２とを含む部分の幅方向Ｙの長さＷｃは、１０μｍ〜１００μｍ程度に選ばれる。
【０１４２】
発光素子Ｌとスイッチ素子Ｔとの間の領域には、接続手段１４に積層して、絶縁層１７が形成される。絶縁層１７のうち、接続手段１４に積層される部分の厚みは、厚み方向Ｚで接続手段１４の一表面から、オーミックコンタクト層３７，４７の一表面３７ａ，４７ａまでの距離よりもわずかに大きく形成される。この絶縁層１７のうち、接続手段１４に積層される部分の厚み方向Ｚの一表面は、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔの厚み方向Ｚに積層される部分の一表面よりも基板３１側に退避し、基板３１の一表面３１ａに平行な平面部分１７ａを有する。この平面部分１７ａは、発光素子Ｌとスイッチ素子Ｔとの間の領域で、発光素子Ｌ寄りの端部から、スイッチ素子Ｔ寄りの端部にわたって形成される。
【０１４３】
発光信号伝送路１２の信号路延在部２１は、幅方向Ｙにおいて、前記平面部分１７ａのうち、幅方向Ｙにおいて平面部分１７ａの中央よりも発光素子Ｌ寄りの端部上に積層して形成される。遮光層１８は、絶縁層１７の表面に沿って、発光素子Ｌ側に延び、前記信号路延在部２１のスイッチ素子Ｔ側の端部を覆う。
【０１４４】
またスイッチ素子Ｔの第２の他方導電型半導体層４５およびオーミックコンタクト層４７の発光素子Ｌ寄りの端部は、絶縁層１７に積層される遮光層１８によって覆われる。これによって、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発光したときに、発光素子Ｌの発光方向に進む光を遮光することができる。各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓは、配列方向に沿って順番に発光するので、この光を遮光手段である遮光層１８によって遮光し、発光素子Ｌが発する光に干渉しないようにすることによって、発光素子Ｌが発光しているときには、発光素子Ｌの光量が小さくなったり大きくなったりしてしまうことが防止され、安定した光量を得ることができる。またスイッチ素子Ｔの、発光素子Ｌとは反対側の端部は、絶縁層１７を介して遮光層１８によって覆われる。
【０１４５】
図５は、図１の切断面線Ｂ４−Ｂ４から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０と、スイッチ素子Ｔとは、同様な構成であるので、同様の部分には、同様の参照符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
【０１４６】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、基板３１の厚み方向Ｚの一表面３１ａ上に、第１の一方導電型半導体層６２が積層され、第１の一方導電型半導体層６２の厚み方向Ｚの一表面６２ａ上に第１の他方導電型半導体層６３が積層され、第１の他方導電型半導体層６３の厚み方向Ｚの一表面６３ａ上に第２の一方導電型半導体層６４が積層され、第２の一方導電型半導体層６４の厚み方向Ｚの一表面６４ａ上に第２の他方導電型半導体層６５が積層され、第２の他方導電型半導体層６５の厚み方向Ｚの一表面６５ａ上にオーミックコンタクト層６７が積層され、オーミックコンタクト層６７の厚み方向Ｚの一表面６７ａ上に表面電極２５が積層されて構成される。第１の一方導電型半導体層６２、第１の他方導電型半導体層６３、第２の一方導電型半導体層６４、第２の他方導電型半導体層６５、オーミックコンタクト層６７および表面電極２５の積層体は、略直方体形状を有する。また走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の幅方向Ｙの寸法は、スイッチ素子Ｔの幅方向の寸法よりも大きく形成される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の幅方向Ｙの他端は、スイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの他端と揃えて配列される。
【０１４７】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の一方導電型半導体層６２とスイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層４２とは、同じ半導体材料によって形成され、同じ厚みに形成される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の他方導電型半導体層６３とスイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層４３とは、同じ半導体材料によって形成され、同じ厚みに形成される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第２の一方導電型半導体層６４とスイッチ素子Ｔの第２の一方導電型半導体層４４とは、同じ半導体材料によって形成され、同じ厚みに形成される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第２の他方導電型半導体層６５とスイッチ素子Ｔの第２の他方導電型半導体層４５ｓ，４５ｒとは、同じ半導体材料によって形成され、同じ厚みに形成される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０のオーミックコンタクト層６７と、スイッチ素子Ｔのオーミックコンタクト層４７とは、同じ半導体材料によって形成され、同じ厚みに形成される。
【０１４８】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、絶縁層１７および遮光層１８に覆われる。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の厚み方向一方Ｚ１に積層される絶縁層１７に積層して走査信号伝送路１５およびスタート信号伝送路１６が形成される。スタート信号伝送路１６は、第１走査信号伝送路１５ａの発光素子Ｌ寄りの領域に、間隔をあけて設けられる。絶縁層１７のうち走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の厚み方向一方に積層され、スタート信号伝送路１６が積層される部分には、貫通孔６９が形成され、この貫通孔６９にスタート信号伝送路１６の一部が形成されて、貫通孔６９を介してスタート信号伝送路１６が走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の表面電極２５に接続される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０、走査信号伝送路１５およびスタート信号伝送路１６とは、遮光層１８によって覆われる。
【０１４９】
各発光素子Ｌ、各スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、基板３１の一表面３１ａに、第１の一方導電型半導体層３２，４２，６２と、第１の他方導電型半導体層３３，４３，６３と、第２の一方導電型半導体層３４，４４，６４と、第２の他方導電型半導体層３５，４５ｓ，４５ｒ，６５、遮光層形成部３６およびオーミックコンタクト層３７，４７，６７とを、それぞれ形成するための半導体材料を、エピタキシャル成長および化学気相成長（ＣＶＤ）法などによって順次積層した後、フォトリソグラフィによってパターニングおよびエッチングして形成される。したがって、一連の製造プロセスにおいて、発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０を同時に形成することができるので、製造コストを低減することができる。各半導体層を形成した後、導電体層を蒸着法などによって形成し、フォトリソグラフィによってパターニングおよびエッチングして、表面電極２５を形成する。
【０１５０】
絶縁層１７は、表面電極２５を形成した後、前述したポリイミドなどの樹脂材料をスピンコーティングした後、塗付した樹脂材料を硬化させ、発光信号伝送路１２と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、スタート信号伝送路１６と、発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔまたは走査スタート用スイッチ素子Ｔ０との接続に必要な各貫通孔３９，４９，６９をフォトリソグラフィによってパターニングおよびエッチングして形成される。
【０１５１】
発光信号伝送路１２と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、スタート信号伝送路１６と、発光素子遮光部２３は、絶縁層１７を形成した後、蒸着法などによって導電性材料を絶縁層１７の表面に積層した後、フォトリソグラフィによってパターニングおよびエッチングして、同時に形成される。したがって、発光信号伝送路１２と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、スタート信号伝送路１６と、発光素子遮光部２３との厚みは、ほぼ等しく形成される。
【０１５２】
図６は、発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓ、受光部Ｔｒおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の、アノード電圧とアノード電流との関係である順方向電圧−電流特性を示すグラフである。なお、図６では、横軸をアノード電圧とし、縦軸をアノード電流として示されている。また図６には、負荷線７２も示されている。発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓ、受光部Ｔｒおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、電圧電流特性を表す特性曲線と、負荷線７２とが交わるオフ状態のｂ点と、特性曲線と負荷線７２とが交わるオン状態のａ点とを遷移する。アノード電圧は、カソードの電位を０（零）ボルト（Ｖ）としたときのアノードの電位を表し、アノード電流は、アノードに流れる電流を表す。
【０１５３】
発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒの初期のしきい電圧（ブレークオーバ電圧）、および走査スタート用スイッチ素子Ｔ０のしきい電圧をＶＢＯとする。初期のしきい電圧とは、発光素子Ｌでは、ゲート１９にトリガ信号が与えられていない状態のしきい電圧であり、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓでは発光部のゲート２７にトリガ信号が与えられていない状態のしきい電圧であり、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒでは、受光していない状態のしきい電圧である。
【０１５４】
発光素子Ｌおよび発光部Ｔｓでは、ゲート１９，２７にトリガ信号を与えることによって、また受光部Ｔｒでは、受光することによって、しきい電圧がＶＢＯから、図６の矢符Ｐ１で示すように、このＶＢＯよりも小さな電圧であるＶＴＨへとしきい電圧が低下する。
【０１５５】
図７は、図１に示される発光装置１０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。発光装置１０は、駆動手段７３をさらに含む。駆動手段７３は、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、発光信号伝送路１２と、スタート信号伝送路１６とに接続され、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂに走査信号φを与え、スタート信号伝送路１６にスタート信号φＳを与え、発光信号伝送路１２に発光信号φＥをそれぞれ与える。駆動手段７３は、駆動用ドライバーＩＣ（Integrated Circuit）によって実現される。
【０１５６】
駆動手段７３は、外部から基準となるクロックパルス信号を入力して、このクロックパルス信号に基づいて、第１および第２走査信号φ１，φ２およびスタート信号φＳを同期して出力し、走査信号伝送路１５およびスタート信号伝送路１６にそれぞれ与える。前記クロックパルス信号は、後述する画像形成装置８７の制御手段９６から与えられる。クロックパルス信号のクロック周期は、後述する画像形成装置８７の制御手段９６における制御周期よりも長く選ばれる。また駆動手段７３は、クロックパルス信号とともに与えられる画像情報に基づいて、発光信号φＥを出力して、発光信号伝送路１２に与える。
【０１５７】
第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂには、各スイッチ素子Ｔと直列に接続される抵抗素子Ｒφがそれぞれ接続され、駆動手段７３は、抵抗素子Ｒφを介して第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂに接続される。抵抗素子Ｒφは、駆動手段７３から走査信号伝送路１５に過電流が流れてしまうことを防止するとともに、各スイッチ素子Ｔに印加される電圧を分圧する分圧抵抗としての機能を有する。
【０１５８】
また発光信号伝送路１２にも、各発光素子Ｌと直列に接続される抵抗素子Ｒφがそれぞれ接続され、駆動手段７３は、抵抗素子Ｒφを介して発光信号伝送路１２に接続される。抵抗素子Ｒφは、駆動手段７３から走査信号伝送路１５に過電流が流れてしまうことを防止するとともに、各発光素子Ｌに印加される電圧を分圧する分圧抵抗としての機能を有する。
【０１５９】
またスタート信号伝送路１６にも、スタート用スイッチ素子Ｔ０と直列になるように抵抗素子Ｒφが接続され、駆動手段７３は、抵抗素子Ｒφを介してスタート用伝送路１６に接続される。
【０１６０】
図８は、駆動手段７３が、スタート信号伝送路１６に与えるスタート信号φＳ、第１走査信号伝送路１５ａに与える第１走査信号φ１、第２走査信号伝送路１５ｂに与える第２走査信号φ２、および発光信号伝送路１２に与える発光信号φＥと、発光素子Ｌ１の発光強度と、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０およびスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４の発光強度とを示す波形図である。発光素子Ｌ１および走査スタート用スイッチ素子Ｔ０ならびにスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４の発光強度は、ハイ（Ｈ）レベルのとき発光していることを表し、ロー（Ｌ）レベルのとき発光していないことを表す。図８において、横軸は時間であって、基準時刻からの経過時間を表す。
【０１６１】
またスタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥについて、縦軸は、信号レベルを表す。信号レベルは、電圧または電流の大きさを表し、スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥがハイ（Ｈ）レベルのとき、高電圧または高電流が信号伝送路に供給され、スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥがロー（Ｌ）レベルのとき、低電圧または低電流が信号伝送路に供給される。スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥがＬレベルのとき、伝送路に供給される電圧または電流は、各素子のしきい電圧またはしきい電流よりも小さい。電圧の場合では、ハイレベルは、たとえば３ボルト（Ｖ）〜１０ボルト（Ｖ）である。電圧の場合では、ローレベルは、たとえば０（零）ボルト（Ｖ）である。
【０１６２】
本実施の形態では、Ｈレベルのときのスタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２ならびに発光信号φＥの電圧をたとえば５ボルト（Ｖ）とし、Ｌレベルのスタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２ならびに発光信号φＥの電圧をたとえば０ボルト（Ｖ）とする。第１および第２走査信号φ１，φ２の波形は同じであり、位相が異なる。
【０１６３】
発光装置１０では、発光させるべき発光素子Ｌのしきい電圧またはしきい電流を低下させるために、スイッチ素子Ｔの発光状態を、配列方向Ｘに沿って転送する。
【０１６４】
以後、駆動手段７３の動作について説明する。まず時刻ｔ０で、駆動手段７３は、スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２ならびに発光信号φＥをローレベルとする。スタート信号φＳをローレベルにしておくことによって、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は発光しない。駆動手段７３は、発光信号φＥ、スタート信号φＳおよび走査信号φについて、信号レベルをローレベルからハイレベルにすると、次に信号レベルをハイレベルからローレベルにするまで、信号レベルをハイレベルとなるように維持する。また駆動手段７３は、発光信号φＥ、スタート信号φＳおよび走査信号φについて、信号レベルをハイレベルからローレベルにすると、次に信号レベルをローレベルからハイレベルにするまで、信号レベルをローレベルとなるように維持する。
【０１６５】
時刻ｔ１で、駆動手段７３は、スタート信号φＳのみをローレベルからハイレベルに変化させる。時刻ｔ１において、第１，第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥは、ローレベルである。これによって、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が、オン状態になり、すなわちターンオンし、発光する。スタート信号φＳのハイレベルの信号は、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０のしきい電圧またはしきい電流よりも大きい電圧または電流である。
【０１６６】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の光は、隣接するスイッチ素子アレイ１３の配列方向Ｘの端部に配置されるスイッチ素子Ｔ１の受光部Ｔｒ１に最も強く入射する。スイッチ素子アレイ１３の他のスイッチ素子Ｔでは、配列方向Ｘに走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から離間した位置に配置されるスイッチ素子Ｔほど、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から照射される光の強度が小さくなる。スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒでは、受光すると光励起によって各半導体層に、受光強度に応じたキャリアが生成される。受光部Ｔｒのゲート２８、発光部Ｔｓのゲート２７および接続部Ｔｃは、ともに第２の一方導電型半導体層４４によって一体的に形成されているので、受光部Ｔｒにおいて光励起によって、受光部のゲート２８にトリガ信号としてのキャリアが生成されると、このトリガ信号は、接続部Ｔｃを介して発光部Ｔｓのゲート２７に与えられ、発光部Ｔｓにおいてもキャリアが生成される。キャリアの生成によって、第２の一方導電型半導体層４４に蓄積される電子が、第２の一方導電型半導体層４４のフェルミ準位を下げ、これによって第１の他方導電型半導体層４３と第２の一方導電型半導体層４４との接合部分において、なだれ現象が発生しやすくなり、発光部Ｔｓにおけるしきい電圧またはしきい電流を低下させることができる。
【０１６７】
このため、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒが、光を受光することによってこの受光した受光部Ｔｒと接続部Ｔｃによって接続される発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流が低下し、また受光部Ｔｒによって受光する光強度が大きくなるほど、この受光した受光部Ｔｒと接続部Ｔｃによって接続される発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流の降下が大きくなるという特性を有する。
【０１６８】
次に走査スタート用スイッチ素子Ｔ０からスイッチ素子Ｔ１への発光状態の転送について説明する。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が発光すると、この光をスイッチ素子Ｔ１の受光部Ｔｒ１が受光し、前述したようにスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧が低下する。
【０１６９】
時刻ｔ１経過した後、時刻ｔ２においてスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧はＶＴＨ（Ｔ１）となっている。第１走査信号伝送路１５ａには、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ３，…，Ｔｊ−１が接続されているが、スイッチ素子Ｔ３，…，Ｔｊ−１は、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から十分に離れているので、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０からの光を受光しても、その光は微弱であるので、その発光部Ｔｓのしきい電圧は、ほとんど変化しない。
【０１７０】
時刻ｔ２で、駆動手段７３は、第１走査信号φ１をローレベルからハイレベルにする。時刻ｔ２において、スタート信号φＳはハイレベルであり、第２走査信号φ２、発光信号φＥはローレベルである。第１走査信号φ１のハイレベルは、第１走査信号伝送路１５ａに接続されるスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１を除く他のスイッチ素子Ｔ３，…，Ｔｊ−１の発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流うちの最低値よりも、高い電圧または高い電流に選ばれる。
【０１７１】
隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓからの光を受光することによってしきい電圧またはしきい電流が低下したスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが接続される走査信号伝送路１５に、この走査信号伝送路１５に接続される他のスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流の最低値よりも高い電圧または電流の走査信号φを与えると、走査信号φは抵抗素子Ｒφを介して、走査信号伝送路１５に与えられ、スイッチ素子Ｔには、抵抗素子Ｒφによって分圧された電圧が与えられる。各スイッチ素子Ｔには、抵抗素子Ｒφによって分圧された電圧が徐々に印加されることとなり、同じ走査信号伝送路１５に接続される複数のスイッチ素子Ｔのうち、隣接しているスイッチ素子Ｔからの光を受光した受光部Ｔｒを有するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに与えられる電圧または電流が、最も早くこのスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流よりも大きくなる。これによって、しきい電圧またはしきい電流が最も低いスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのみが発光し、他のスイッチ素子Ｔは、発光しない。
【０１７２】
これによって、時刻ｔ２で、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１がオン状態となり、すなわちターンオンし、発光する。
【０１７３】
スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１がオン状態となった後、時刻ｔ３で、駆動手段７３は、スタート信号φＳをローレベルにする。これによって、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、オフ状態、すなわちターンオフして、消灯する。
【０１７４】
このようにして、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から、スイッチ素子Ｔ１へと発光状態が遷移する。また時刻ｔ３において、駆動手段７３は、スタート信号φＳをハイレベルからローレベルにし、以後、スイッチ素子Ｔｊの発光が終了するまでローレベルを維持する。スタート用スイッチ素子Ｔ０を発光させないときには、スタート信号φＳをローレベルにしておくことができ、ローレベルの電圧を０（零）ボルト（Ｖ）としているので、非発光状態において電力を消費しない。スタート信号φＳをハイレベルとする時間は、第１走査信号φ１，φ２をハイレベルとする時間よりも短い時間とする。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧またはしきい電流が低下させるためだけに用いられるので、スタート信号φＳがハイレベルとする時間を短くして、電力の消費を抑制することができる。
【０１７５】
時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の時間は、第１走査信号φ１がハイレベルとなる時間の１／１０程度に選ばれる。このように、隣接するスイッチ素子Ｔにおいて与えられる走査信号φがハイレベルとなる時間が重なるように駆動手段７３が走査信号φを与えることによって、隣接するスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流が確実に低下している間に、走査信号φをハイレベルとすることができ、光走査を確実に行うことができる。
【０１７６】
本実施の形態では、第１および第２走査信号φ１，φ２がハイレベルとなる時間は、１μ秒（μsecond）程度に選ばれる。したがって、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の時間は、０．１μ秒（μsecond）程度に選ばれる。
【０１７７】
スイッチ素子Ｔ１の受光部Ｔｒ１は、受光によって受光部のゲート２８にトリガ信号を発生し、時刻ｔ２においてスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１がオン状態となると、ハイレベルとされた第１走査信号φ１がローレベルになるまでは、オン状態を維持する。オン状態となると、スイッチ素子Ｔ１のゲート２４の電圧は、ほぼ０（零）ボルト（Ｖ）になる。ここで前記スイッチ素子Ｔ１のゲート２４の電圧とは、このゲート２４と接地される裏面電極３６との電位差である。スイッチ素子Ｔ１のゲート２４は、発光素子Ｌ１のゲート１９に接続されているので、スイッチ素子Ｔ１のゲート２４の電圧は、発光素子Ｌ１のゲート１９の電圧と等しくなる。このようにスイッチ素子Ｔ１は、発光素子Ｌ１のゲート１９と裏面電極３６とに印加される電圧を変化させることができる。
【０１７８】
発光素子Ｌ１を発光させる場合、駆動手段７３は、時刻ｔ３が経過した後、時刻ｔ４で、発光信号φＥをローレベルからハイレベルにする。
【０１７９】
発光素子Ｌ１は、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１がオン状態であるので、前述したように発光素子ＬＬ１のゲート１９が、ほぼ０（零）ボルト（Ｖ）となる。このときスイッチ素子Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊは、オフ状態であり、時刻ｔ４における発光素子Ｌ１のしきい電圧をＶＴＨ（Ｌ１）とし、時刻ｔ４における発光素子Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉのしきい電圧をそれぞれＶＴＨ（Ｌ２），…，ＶＴＨ（Ｌｉ−１），ＶＴＨ（Ｌｉ）とすると、発光信号φＥのハイレベルＶＨを、発光素子Ｌ１のしきい電圧よりも大きく、発光素子Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉのしきい電圧のうち、最低値のものよりも小さな値に選ぶことによって、発光素子Ｌ１のみを選択的にオン状態として、発光させることができる。
【０１８０】
時刻ｔ５において、駆動手段７３が発光信号φＥをローレベルにすると、発光素子Ｌ１は、オフ状態となり、消灯する。後述する感光体ドラム９０への露光量は、発光素子Ｌの発光強度は一定として、発光素子Ｌの発光する時間によって調整される。すなわち、発光信号φＥがハイレベルとなる時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間の時間を決定することによって、露光量が決定される。発光素子Ｌの発光強度によって露光量を変更する場合、発光素子Ｌに与える電圧または電流を細かく制御する必要があるので困難であるが、発光時間によって露光量を変更することによって、発光信号φＥがハイレベルとなる時間を調整するだけでよいので、露光量の制御がしやすく、また定電圧または定電流が発光素子Ｌに与えられるので、発光素子Ｌを安定して発光させることができる。発光素子Ｌが発光する時間、言い換えれば発光信号φＥがハイレベルとなる時間は、走査信号φがハイレベルとなる時間の８０％以下に選ばれる。
【０１８１】
時刻ｔ５が経過した後、駆動手段７３は、時刻ｔ６で第２走査信号φ２をハイレベルにすると、スイッチ素子Ｔ２の発光部Ｔｓ２が発光し、時刻ｔ６が経過した後、時刻ｔ７で、第１走査信号φ１をローレベルにすると、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１が消灯する。これによって、スイッチ素子Ｔ１からスイッチ素子Ｔ２へと発光状態が移る。
【０１８２】
時刻ｔ７が経過した後、駆動手段７３は、時刻ｔ８で第１走査信号φ１をハイレベルにすると、スイッチ素子Ｔ３の発光部Ｔｓ３が発光し、時刻ｔ８が経過した後、時刻ｔ９で、第２走査信号φ２をローレベルにすると、スイッチ素子Ｔ２の発光部Ｔｓ２が消灯する。これによって、スイッチ素子Ｔ２からスイッチ素子Ｔ３へと発光状態が移る。
【０１８３】
時刻ｔ９が経過した後、駆動手段７３は、時刻ｔ１０で再び第１走査信号φ１をハイレベルにすると、スイッチ素子Ｔ４の発光部Ｔｓ４が発光し、時刻ｔ１０が経過した後、時刻ｔ１１で、第１走査信号φ１をローレベルにすると、スイッチ素子Ｔ３の発光部Ｔｓ３が消灯する。
【０１８４】
時刻ｔ６と時刻ｔ７との間の時間は、第２走査信号φ２がハイレベルとなる時間の１／１０程度に選ばれる。
【０１８５】
このように駆動手段７３が、第１走査信号φ１，φ２を繰り返して与えることによって、スイッチ素子Ｔ４，…，Ｔｊ−１，Ｔｊにおいても、オン状態が配列方向Ｘに沿って順次転送される。スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発光しているとき、発光信号伝送路１２の発光信号φＥをローレベルからハイレベルにすることによって、この発光しているスイッチ素子Ｔに対応する、すなわち発光している発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに接続されている発光素子Ｌのみを選択的に発光させることができる。
【０１８６】
図９は、第１走査信号伝送路１５ａに接続されるスイッチ素子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５のしきい電圧の変化を表す波形図である。図９において、横軸は時間であって、基準時刻からの経過時間を表す。なお同図には、スタート信号φＳおよび第１および第２走査信号φ１，φ２も示している。同図に示す時刻ｔ１，ｔ２，ｔ７，ｔ８，ｔ１１は、前述した図８に示す時刻ｔ１，ｔ２，ｔ７，ｔ８，ｔ１１にそれぞれ対応する。各スイッチ素子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５の初期のしきい電圧をＶＢＯとし、隣接するスイッチ素子Ｔからの受光によって低下したしきい電圧をＶ１とする。
【０１８７】
時刻ｔ１で走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が発光するので、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の光をスイッチ素子Ｔ１の受光部Ｔｒ１が受光することによって、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧が徐々に低下し、時刻ｔａでスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧は、Ｖ１になる。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の発光状態が維持される時刻ｔ３まで、スイッチ素子Ｔ１のしきい電圧はＶ１に維持される。
【０１８８】
時刻ｔ２で、第１走査信号φ１がローレベルからハイレベルになることによって、スイッチ素子Ｔ１が発光し、スイッチ素子Ｔ１のしきい電圧は、さらに低下して時刻ｔｂで、Ｖ２となる。時刻ｔｂにおいて、スイッチ素子Ｔ３，Ｔ５のしきい電圧は、ＶＢＯである。
【０１８９】
時刻ｔ７で、第１走査信号φ１がハイレベルからローレベルになると、スイッチ素子Ｔ１のしきい電圧は、時間の経過にともなって、Ｖ２から徐々に上昇し、またスイッチ素子Ｔ２の発光部Ｔｓ２が発光しているので、スイッチ素子Ｔ３の発光部Ｔｓ３のしきい電圧が時間の経過にともなってＶＢＯから徐々に低下し、時刻ｔｃでスイッチ素子Ｔ３の発光部Ｔｓ３のしきい電圧は、Ｖ１になる。
【０１９０】
時刻ｔ８では、スイッチ素子Ｔ３の発光部Ｔｓ３のしきい電圧は、Ｖ１であり、スイッチ素子Ｔ１のしきい電圧は、Ｖ１よりも高くＶＢＯよりも低いＶ３であり、スイッチ素子Ｔ５のしきい電圧は、ＶＢＯである。
【０１９１】
時刻ｔ８で、第１走査信号φ１をローレベルからハイレベルにするが、このハイレベルの電圧を、第１走査信号伝送路１５ａに接続されているスイッチ素子Ｔのうち、隣接する発光素子Ｌからの光の受光していない発光素子Ｌのうちで、最もしきい電圧の低い発光素子Ｌ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧Ｖ３よりも高くすることによって、スイッチ素子Ｔ３の発光部Ｔｓ３のみを発光させることができる。スイッチ素子Ｔ３は、発光するとしきい電圧がさらに低下して時刻ｔｄで、Ｖ２となる。
【０１９２】
時刻ｔ１１で、第１走査信号φ１がハイレベルからローレベルになると、スイッチ素子Ｔ３のしきい電圧は、時間の経過にともなって、Ｖ２から徐々に上昇する。
【０１９３】
図１０は、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの順方向電圧−電流特性と、各走査信号伝送路１５に供給される第１および第２走査信号φ１，φ２のハイレベルの電圧ＶＨの範囲とを示すグラフである。なお、図１０では、横軸をアノード電圧とし、縦軸をアノード電流として示されている。同図の特性曲線によって示されるように、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓは、一般的なサイリスタと同様のＳ字形負性抵抗を有している。スイッチ素子Ｔは、前述したように受光部Ｔｒを構成する半導体層に光を照射することによって、発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を低下させることできる。これによって前述したように、スイッチ素子Ｔは、特性曲線と負荷線７２とが交わるオフ状態のｂ点から、特性曲線と負荷線７２とが交わるオン状態のａ点に遷移するので、スイッチとして機能する。
【０１９４】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの初期のしきい電圧をＶＢ０とし、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに光を照射することによって、最もしきい電圧が低下した状態の発光部Ｔｓのしきい電圧をＶ１とし、同じ走査信号伝送路１５に接続されているスイッチ素子Ｔのうち、２番目にしきい電圧が低いスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧をＶ３とする。このＶ３は、光を受光することによって、わずかにしきい電圧が低下した状態のスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓ、またはターンオフ時、すなわちいったんオン状態となった後、初期状態に回復しつつあるスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧である。
【０１９５】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに接続される各走査信号伝送路１５に供給される第１および第２走査信号φ１，φ２のハイレベルの電圧ＶＨは、図１０の符号Ｐ２で示す範囲、すなわち前記電圧Ｖ３よりも高く設定される。また電圧ＶＨは、前記スイッチ素子Ｔの定格電圧よりも低く選ばれる。たとえば電圧ＶＨを高くすると、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのオフ状態からオン状態へのスイッチング速度を高くすることができ、これによってスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓにおける発光状態の遷移を高速化することができるので、光走査を高速化することができる。たとえば５ミリアンペア（ｍＡ）で、１メガヘルツ（ＭＨｚ）のクロック信号で動作させる場合、前記電圧ＶＨは１０Ｖ程度に選ばれ、抵抗素子Ｒφの抵抗値は、１．６ｋΩに選ばれる。走査信号φの電圧は、高くなるほど、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに流入する電流を制限する必要があるので、抵抗素子Ｒφの抵抗値を大きくする必要がある。このため抵抗素子Ｒφの抵抗値は、光走査の速度をより高速化する必要がある場合、抵抗素子Ｒφの抵抗値と光スイッチ素子Ｔの容量値とによって決定される時定数を考慮して決定される。
【０１９６】
本実施の形態では、前述のように走査信号φのハイレベルの電圧を設定するので、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒが受光して光励起した状態のときの発光部Ｔｓのしきい電圧もしくはしきい電流が、初期のしきい電圧またはしきい電流の８０％程度にしかならない場合であっても、スイッチ素子Ｔによって発光状態の転送を実現することができる。したがって、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒは、高い受光感度を備えていなくても、発光状態の転送を行うことができる。スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒは、発光素子Ｌと同じ半導体材料によって形成され、同様な構造を有する。発光素子Ｌでは、高い発光効率を求められるので、発光効率を高めるように発光素子Ｌを設計すると、発光素子Ｌと同じ構成によって実現されるスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒでの受光感度が低下してしまう。逆に、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒの受光感度を高めるようにスイッチ素子Ｔを設計すると、スイッチ素子Ｔと同じ構成によって実現される発光素子Ｌの発光効率が低下してしまう。本発明では、スイッチ素子Ｔは、高い受光感度を備えていなくてもよいので、発光素子Ｌの発光効率を高めるための設計の自由度が向上し、より小さな電力で発光素子Ｌを効率よく発光させて、発光装置１０の消費電力を低減することができる。
【０１９７】
図１１は、発光装置１０を構成する発光体チップ７５の構成を示す概略的に示す平面図である。なお、図１に示される発光装置１０の基本的構成を示す一部は、同図においてａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５およびａ６によって外囲される部分である。また図１１では、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光体チップ７５の平面を示し、発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔ、接続手段１４および信号伝送路接続部７６は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０１９８】
発光体チップ７５は、第１発光体チップ部７７と第２発光体チップ部７８と、信号伝送路接続部７６とを有する。第１発光体チップ部７７は、前述した図１に示す部分であり、ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５およびａ６によって外囲される部分である。第２発光体チップ部７８は、第１発光体チップ部７７と同様な構成であって、第１発光体チップ部７７を紙面に垂直なＺ方向に延びる軸線周りに１８０度角変位させた形状を有する。第１発光体チップ部７７と第２発光体チップ部７８との発光素子アレイ１１は、発光体チップ７５の幅方向Ｙの中央で、直線状に配列されている。したがって発光体チップ７５の各スイッチ素子Ｔは、各発光素子Ｌの配列方向Ｘおよびこの配列方向Ｘに垂直な幅方向Ｙに、発光素子アレイ１１の一方側および他方側に分割して配置されている。発光体チップ７５は、図１に示す発光装置１０の基本的構成を示す一部と、この基本的構成を示す一部を紙面に垂直なＺ方向に延びる軸線周りに１８０度角変位させて、発光素子アレイ１１を直線状に配列させた形状を有する。
【０１９９】
発光素子アレイ１１の幅方向Ｙの他方側に配置される第１発光体チップ部７７のスイッチ素子アレイ１３を、第１スイッチ素子アレイ１３ａと記載し、発光素子アレイ１１の幅方向の一方側に配置される第２発光体チップ部７８のスイッチ素子アレイ１３を第２スイッチ素子アレイ１３ｂと記載する。本実施の形態では、第１および第２スイッチ素子アレイ１３ａ，１３ｂのスイッチ素子Ｔの数は等しく選ばれる。第１スイッチ素子アレイ１３ａは、発光体チップ７５の配列方向Ｘの他端部７５ｂから、配列方向Ｘの中央部７５ｃまで延びる。第２スイッチ素子アレイ１３ｂは、発光体チップ７５の配列方向Ｘの一端部７５ａから、配列方向Ｘの中央部７５ｃまで延びる。
【０２００】
第１スイッチ素子アレイ１３ａの配列方向Ｘの一方に第１走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が設けられ、第２スイッチ素子アレイ１３ｂの配列方向Ｘの他方に第２走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が設けられる。第１スイッチ素子アレイ１３ａでは、配列方向Ｘの一端部から他端部に向かってスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊがこの順番で配列され、第２スイッチ素子アレイ１３ｂでは、配列方向Ｘの他端部から一端部に向かってＴ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊがこの順番で配列される。
【０２０１】
発光体チップ７５は、略直方体形状を有し、厚み方向Ｚの一表面部７９に、信号伝送路接続部７６が設けられる。
【０２０２】
第１および第２発光体チップ部７７，７８の発光素子アレイ１１が配列されて成る発光素子アレイ１１は、配列方向Ｘにおいて発光体チップ７５の一端部７５ａおよび他端部７５ｂ間にわたって、形成される。配列方向Ｘにおける発光体チップ７５の一端から配列方向Ｘの一端の発光素子Ｌまでの距離と、配列方向Ｘにおける発光体チップ７５の他端から配列方向Ｘの他端の発光素子Ｌまでの距離とは、距離Ｗ１２に選ばれ、かつ隣接する発光素子Ｌの間の距離Ｗ１よりも小さく選ばれ、好ましくは距離Ｗ１の１／２程度に選ばれる。
【０２０３】
幅方向Ｙにおいて、第１および第２発光体チップ部７７，７８の各スイッチ素子Ｔの発光素子Ｌとは反対側の端部から、発光体チップ７５の幅方向Ｙの一端までの距離Ｗ１３は、スイッチ素子Ｔの発光素子Ｌとは反対側の端部を覆う前記絶縁層１７および前記遮光層１８を設けることができるように選ばれる。
【０２０４】
第１および第２スイッチ素子アレイ１３ａ，１３ｂの配列方向Ｘに沿ってそれぞれ隣接した領域８０Ａ，８０Ｂには、信号伝送路接続部７６が第１および第２発光素子アレイ１１に沿って設けられる。信号伝送路接続部７６は、走査信号伝送路１５、発光信号伝送路１２およびスタート信号伝送路１６と外部からの信号伝送路であるボンディングワイヤとをそれぞれ接続する部分であり、ワイヤボンディングに用いられるボンディングパッドである。
【０２０５】
信号伝送路接続部７６は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって形成され、具体的には、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）および金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）などによって形成される。
【０２０６】
信号伝送路接続部７６は、第１および第２スタート信号伝送路接続部８１ａ，８１ｂと、第１および第２走査信号伝送路接続部８２ａ，８２ｂと、第１および第２発光信号伝送路接続部８３ａ，８３ｂとを含んで構成される。第１および第２スタート信号伝送路接続部８１ａ，８１ｂと、第１および第２走査信号伝送路接続部８２ａ，８２ｂと、第１および第２発光信号伝送路接続部８３ａ，８３ｂとは、厚み方向Ｚの一方側から見て矩形状に形成され、それぞれ等しい大きさに形成される。
【０２０７】
第１スイッチ素子アレイ１３ａの配列方向一方Ｘ１に隣接する領域８０Ａには、第１スタート信号伝送路接続部８１ａと、第１走査信号伝送路接続部８２ａと、第２発光信号伝送路接続部８３ｂとが設けられる。第１スイッチ素子アレイ１３の配列方向一方Ｘ１には、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の配列方向一端から配列方向Ｘに距離Ｗ１４離間して、第１スタート信号伝送路接続部８１ａが設けられる。第１スタート信号伝送路接続部８１ａの配列方向一方Ｘ１に第１走査信号伝送路接続部８２ａが設けられる。第１走査信号伝送路接続部８２ａは、第１および第２伝送路接続部８４ａ，８４ｂを含んで構成される。第１スタート信号伝送路接続部８１ａ、および第１および第２伝送路接続部８４ａ，８４ｂは、配列方向Ｘに相互に間隔をあけて設けられ、等間隔に設けられる。
【０２０８】
本実施の形態では、配列方向一方Ｘ１から配列方向他方Ｘ２に向かって第１伝送路接続部８４ａおよび第２伝送路接続部８４ｂがこの順番で配列される。第１発光体チップ部７７のスタート信号伝送路１６は、第１スタート信号伝送路接続部８１ａに接続され、第１発光体チップ部７７の第１走査信号伝送路１５ａは、第１伝送路接続部８４ａに接続され、第１発光体チップ部７７の第２走査信号伝送路１５ｂは、第２伝送路接続部８４ｂに接続される。このように接続することによって、各伝送路接続部８４ａ，８４ｂから各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓまでの伝送路の長さのばらつきを抑えることができる。
【０２０９】
また第１走査信号伝送路接続部８２ａの配列方向Ｘの一方で、発光体チップ７５の配列方向Ｘの一端部７５ａには、第２発光信号伝送路接続部８３ｂが設けられる。第２発光信号伝送路接続部８３ｂは、第２発光体チップ部７８の発光信号伝送路１２に接続される。第２発光信号伝送路接続部８３ｂは、発光体チップ７５の配列方向Ｘの一端から距離Ｗ１５離間して設けられる。前記距離Ｗ１５は、前記距離Ｗ１２よりも大きく選ばれる。
【０２１０】
第１スタート信号伝送路接続部８１ａ、第１走査信号伝送路接続部８２ａおよび第２発光信号伝送路接続部８３ｂは、発光素子Ｌが設けられる領域外に設けられており、発光素子アレイ１１から幅方向Ｙに距離Ｗ１６離間して設けられている。距離Ｗ１６は、発光素子Ｌが発光したときに、この光が信号伝送路接続部７６によって遮光されてしまい、光量が低下してしまわないように選ばれる。
【０２１１】
第２スイッチ素子アレイ１３の配列方向他方Ｘ２に隣接する領域８０Ｂには、第２スタート信号伝送路接続部８１ｂと、第２走査信号伝送路接続部８２ｂと、第１発光信号伝送路接続部８３ａとが設けられる。第２スイッチ素子アレイ１３の配列方向他方Ｘ２には、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の配列方向Ｘの一端から配列方向Ｘに距離Ｗ１４離間して、第２スタート信号伝送路接続部８１ｂが設けられる。第２スタート信号伝送路接続部８１ｂの配列方向他方Ｘ２に第２走査信号伝送路接続部８２ｂが設けられる。第２走査信号伝送路接続部８２ｂは、第３および第４伝送路接続部８５ａ，８５ｂを含んで構成される。第２スタート信号伝送路接続部８２ｂおよび第３および第４伝送路接続部８５ａ，８５ｂは、配列方向Ｘに相互に間隔をあけて設けられ、ここでは等間隔に設けられる。
【０２１２】
本実施の形態では、配列方向他方Ｘ２から配列方向一方Ｘ１に向かって第４伝送路接続部８５ａおよび第５伝送路接続部８５ｂがこの順番で配列される。第２発光体チップ部７８のスタート信号伝送路１６は、第２スタート信号伝送路接続部８１ｂに接続され、第２発光体チップ部７８の第１走査信号伝送路１５ａは、第４伝送路接続部８５ａに接続され、第２発光体チップ部７８の第２走査信号伝送路１５ｂは、第５伝送路接続部８５ｂに接続される。このように接続することによって、各信号伝送路接続部７６から各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓまでの伝送路の長さのばらつきを抑えることができる。
【０２１３】
また第２走査信号伝送路接続部８２ｂの配列方向他方Ｘ２で、発光体チップ７５の配列方向Ｘの他端部７５ｂには、第１発光信号伝送路接続部８３ａが設けられる。第１発光信号伝送路接続部８３ａは、第１発光体チップ部７７の発光信号伝送路１２に接続される。第１発光信号伝送路接続部８３ａは、発光体チップ７５の配列方向他端から距離Ｗ１５離間して設けられる。
【０２１４】
第２スタート信号伝送路接続部８１ｂ、第２走査信号伝送路接続部８２ｂおよび第１発光信号伝送路接続部８３ａは、発光素子Ｌが設けられる領域外に設けられており、発光素子アレイ１１から幅方向に距離Ｗ１６離間して設けられる。
【０２１５】
信号伝送路接続部７６が形成される領域８０Ａ，８０Ｂにおいて、各発光信号伝送路１２と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、各スタート信号伝送路１６とである各信号伝送路は、それぞれ電気絶縁性を有する絶縁膜によって相互に絶縁される。信号伝送路接続部７６と各信号伝送路とは、絶縁膜に形成される貫通孔を介して接続される。
【０２１６】
このように本実施の形態の発光装置１０における発光体チップ７５の各スイッチ素子アレイ１３は、各発光素子Ｌの配列方向Ｘおよびこの配列方向Ｘに垂直な幅方向Ｙに、発光素子アレイ１１の一方側および他方側に分割して配置され、各スイッチ素子アレイ１３の前記配列方向Ｘに沿って隣接した領域８０Ａ，８０Ｂに、発光素子アレイ１１に沿って信号伝送路接続部７６が設けられるので、発光素子アレイ１１の配列方向Ｘの端部を、発光体チップ７５の端部に配置することができるとともに、前記幅方向Ｙに発光素子アレイ１１の一方側および他方側に信号伝送路接続部７６を設ける構成としたときに、配列方向Ｘに垂直な方向の発光体チップ７５の大きさを、可及的に小さくする形成することができる。
【０２１７】
発光素子アレイ１１を発光体チップ７５の幅方向Ｙの一端部に形成すると、発光体チップ７５を、このウエハから切り出すときに、発光素子Ｌの配列方向Ｘである長辺部の形状を、発光素子Ｌにダメージが与えられないように、精密にかつチッピングが生じないようにダイシングするか、あるいは切り出し後にラッピングを行うなどの工程を追加する必要がある。本実施の形態では、発光素子アレイ１１は、発光体チップ７５の幅方向Ｙの中央部に形成されるので、ウエハからの切り出しの際に、発光素子Ｌがダメージを受けにくいので、ダイシングが容易となり、また歩留まりを向上させることができるとともに、製造工程を増加させることがない。
【０２１８】
図１２は、発光体チップ７５を複数有する発光体チップ組立体８６の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光体チップ組立体８６の平面を示し、発光素子アレイ１１、第１および第２スイッチ素子アレイ１３ａ，１３ｂおよび信号伝送路接続部７６は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０２１９】
発光体チップ組立体８６は、前記図１１に示される発光体チップ７５を複数有し、各発光体チップ７５の各発光素子Ｌを直線状に配列して構成される。発光体チップ組立体８６は、プリント配線基板などの回路基板に、発光体チップ７５の裏面電極３６を臨ませて、各発光体チップ７５の各発光素子Ｌを直線状に並べて実装される。
【０２２０】
複数の発光体チップ７５では、配列方向Ｘの一端部７５ａおよび他端部７５ｂに発光素子Ｌが配置されるので、発光素子アレイ１１を配列方向Ｘに沿って並べたときに、隣接する発光体チップ７５の配列方向Ｘの端部の発光素子Ｌを可及的に近づけることができ、発光体チップ７５を１列に並べても、隣接する発光体チップ７５の発光素子Ｌの間の距離Ｗ１７を予め定める範囲内とすることができるので、発光体チップ７５を千鳥状に配列する必要がなく、発光体チップ７５を回路基板上に配列する工程を簡便化できる。距離Ｗ１７は、前記間隔Ｗ１程度に選ばれる。正確には、Ｗ１７＝Ｗ１−２×Ｗ１２となる。
【０２２１】
また発光体チップ７５を配列して後述する画像形成装置８７の露光装置として用いるときに、各発光体チップ７５の発光素子Ｌを１列に並べることができるので、レンズアレイ８８を介した感光体ドラム９０への露光では、発光体チップ７５ごとに光軸ズレが生じない。これによって複数の発光体チップ７５の感光体ドラム９０への露光特性を揃えることができるので、形成される画像の画質を向上させることができる。さらに、感光体ドラム９０を露光するときに配列方向に沿って、複数の発光体チップ７５は同じラインのデータを読み込めばよいので、発光装置１０に複数のラインデータを記憶するためのメモリ機能が必要なく、装置の構成を簡素化することができる。
【０２２２】
発光体チップ組立体８６は、電子写真方式の画像形成装置用の光プリンタヘッドなどのラインヘッドとしての露光装置に用いられる。発光体チップ組立体８６の配列方向Ｘの幅Ｗ１８は、画像形成装置８７において形成する画像の幅によって決定される。
【０２２３】
各発光体チップ７５の信号伝送路接続部７６は、外部信号伝送路であるボンディングワイヤによって、回路基板の接続すべき部分に電気的に接続される。回路基板には、前述した駆動手段７３が実装される。駆動手段７３は、ボンディングワイヤを介して、各信号伝送路接続部７６に信号を与える。駆動手段７３を、発光体チップ７５が実装される回路基板に設けることによって、駆動手段７３から各発光素子Ｌ、各スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０までの信号伝送路の距離を短くして、駆動手段７３から信号伝送路接続部７６までの信号伝送路によって伝送される信号にノイズが重畳されてしまうことを抑制することができる。
【０２２４】
図１３は、発光装置１０を有する画像形成装置８７の基本的構成を示す側面図である。画像形成装置８７は、電子写真方式の画像形成装置であり、発光装置１０を、感光体ドラム９０への露光装置に使用している。発光装置１０は、発光体チップ組立体８６および駆動手段７３を含んで構成される。発光体チップ組立体８６および駆動手段７３は、回路基板に実装される。
【０２２５】
画像形成装置８７は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色のカラー画像を形成するタンデム方式を採用した装置であり、大略的に、４つの発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、集光手段であるレンズアレイ８８Ｃ，８８Ｍ，８８Ｙ，８８ｋ、前記発光体チップ組立体８６および駆動手段７３が実装された回路基板３１およびレンズアレイ８８を保持する第１ホルダ８９Ｃ，８９Ｍ，８９Ｙ，８９Ｋ、４つの感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋ、４つの現像剤供給手段９１Ｃ，９１Ｍ，９１Ｙ，９１Ｋ、転写手段である転写ベルト９２、４つのクリーナ９３Ｃ，９３Ｍ，９３Ｙ，９３Ｋ、４つの帯電器９４Ｃ，９４Ｍ，９４Ｙ，９４Ｋ、定着手段９５および制御手段９６を含んで構成される。
【０２２６】
各発光体チップ組立体８６は、駆動手段７３によって各色のカラー画像情報に基づいて駆動される。たとえば、４つ発光体チップ組立体８６の配列方向Ｘの長さＷ１８は、たとえば２００ｍｍ〜４００ｍｍに選ばれる。
【０２２７】
各発光体チップ組立体８６の発光素子Ｌからの光は、レンズアレイ８８を介して各感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋに集光して照射される。レンズアレイ８８は、たとえば発光素子の光軸上にそれぞれ配置される複数のレンズを含み、これらのレンズを一体的に形成して構成される。
【０２２８】
発光体チップ組立体８６が実装される回路基板およびレンズアレイ８８は、第１ホルダ８９によって保持される。ホルダ８９によって、発光素子Ｌの光照射方向と、レンズアレイ８８のレンズの光軸方向とがほぼ一致するようにして位置合わせされる。
【０２２９】
各感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋは、たとえば円筒状の基体表面に感光体層を被着して成り、その外周面には各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋからの光を受けて静電潜像が形成される静電潜像形成位置が設定される。
【０２３０】
各感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋの周辺部には、各静電潜像形成位置を基準として回転方向下流側に向かって順番に、露光された感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋに現像剤を供給する現像剤供給手段９１Ｃ，９１Ｍ，９１Ｙ，９１Ｋ、転写ベルト９２、クリーナ９３Ｃ，９３Ｍ，９３Ｙ，９３Ｋ、および帯電器９４Ｃ，９４Ｍ，９４Ｙ，９４Ｋがそれぞれ配置される。感光体ドラム９０に現像剤によって形成された画像を記録シートに転写する転写ベルト９２は、４つの感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋに対して共通に設けられる。
【０２３１】
前記感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋは、第２ホルダによって保持され、この第２ホルダと第１ホルダ８９とは、相対的に固定される。各感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋの回転軸方向と、各発光体チップ組立体８６の前記配列方向Ｘとがほぼ一致するようにして位置合わせされる。
【０２３２】
転写ベルト９２によって、記録シートを搬送し、現像剤によって画像が形成された記録シートは、定着手段９５に搬送される。定着手段９５は、記録シートに転写された現像剤を定着させる。感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋは、回転駆動手段によって回転される。
【０２３３】
制御手段９６は、前述した駆動手段７３にクロック信号および画像情報を与えるとともに、感光体ドラム９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋを回転駆動する回転駆動手段、現像剤供給手段９１Ｃ，９１Ｍ，９１Ｙ，９１Ｋ、転写手段９２、帯電手段９４Ｃ，９４Ｍ，９４Ｙ，９４Ｋおよび定着手段９５の各部を制御する。
【０２３４】
このような構成の画像形成装置８７では、露光装置として使用される発光装置１０からバイアス光および漏れ光が発生しないので、高画質の画像を形成することができる。また発光サイリスタによるスイッチ素子Ｔおよび発光素子Ｌを集積化した発光装置１０を露光装置に用いているので、このような露光装置は、安価に製造することができ、これによって画像形成装置８７の製造コストを低減することができる。
【０２３５】
以上のように発光装置１０では、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発光すると、この発光部Ｔｓの光は、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘに隣接するスイッチ素子Ｔに照射される。各スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒは、同じスイッチ素子Ｔが有する発光部Ｔｓから到来する光を遮光するので、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向の一方側および他方側に隣接するスイッチ素子Ｔに照射される光量には、明確な差異が生じる。
【０２３６】
発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの他方側に隣接するスイッチ素子Ｔの、発光部Ｔｓに臨む受光部Ｔｒでは、受光によってゲート２８にトリガ信号を発生し、このトリガ信号が接続部Ｔｃを介して、このトリガ信号を発生した受光部Ｔｒを有するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７に与えられる。ゲート２７にトリガ信号が与えられると、発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流が低下する。
【０２３７】
発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの一方側に隣接するスイッチ素子Ｔでは、発光した発光部Ｔｓの光が、この発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒによって遮光されるので、照射される光量は小さくなり、発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流は、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接していても、ほとんど低下しない。
【０２３８】
しきい電圧またはしきい電流が低下した発光部Ｔｓに、この発光部Ｔｓが接続された走査信号伝送路１５によって伝送される走査信号φが与えられることによって、発光部Ｔｓは発光する。第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂによって伝送される第１および第２走査信号φ１，φ２は、配列方向Ｘに隣接するスイッチ素子Ｔ毎に、異なるタイミングで与えられるので、隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒが受光することによって、しきい電圧またはしきい電流が低下した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに、走査信号を与えることができ、これによってスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓを配列方向Ｘの一方から他方に順番に発光させて、配列方向Ｘの一方から他方へと光走査して、配列されたスイッチ素子Ｔに順番にスイッチ動作を行わせることができる。
【０２３９】
発光している発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの一方側および他方側に隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが、同じ走査信号伝送路１５に接続されていても、前述したように、発光している発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの他方側に隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を、配列方向の一方側に隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流よりも大きく低下させることができるので、これによって発光している発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの一方側および他方側に隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに、同じ走査信号を与えたとしても、配列方向Ｘの他方側に隣接しているスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓだけを選択的に発光させることができる。これによって走査信号伝送路１５を可及的に少なく構成することができ、本実施の形態のように走査信号伝送路１５を２本だけ設ける構成としても、配列方向Ｘの一方から他方へと、光走査することができる。各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発光すると、配列方向Ｘに隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒのゲート２８にはトリガ信号が発生し、光走査によって、配列方向Ｘに沿って各スイッチ素子Ｔがトリガ信号を順番に生成することができる。
【０２４０】
各スイッチ素子Ｔは、隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓから発せられる光を受光部Ｔｒによって受光することによって、接続部Ｔｃによって接続される発光部Ｔｓしきい電圧またはしきい電流を低下させることができ、各スイッチ素子Ｔのゲート２４に、転送方向指定のためのダイオードおよび電源との間に接続される負荷抵抗などを接続する必要がない。したがって装置の構造を複雑にすることなく、可及的に少ない信号伝送路によって、光走査型スイッチ装置１０を構成することができる。また従来の技術として前述した図４８に示される発光装置におけるスイッチ素子アレイの構成と比較して、装置の構造が簡素化されるので、製造工程を少なくすることができ、装置の生産性を向上させることができる。
【０２４１】
これによって発光装置１０の構造を複雑にすることなく、可及的に少ない信号伝送路によって、複数配列される発光素子Ｌのうち所定の発光素子Ｌのみを選択的に発光させることができる。
【０２４２】
またＰ型半導体とＮ型半導体とが交互に積層される単純な構成で、前記スイッチ素子Ｔおよび前記発光素子Ｌならびにスタート用スイッチ素子Ｔ０を実現することによって、発光装置１０の作製が容易である。スイッチ素子Ｔと発光素子Ｌとスタート用スイッチ素子Ｔ０とを基板３１上に同一の製造プロセスによって形成することができ、発光装置１０の製造工程を可及的に少なくすることができる。
【０２４３】
さらに、同一の基板３１上にスイッチ素子Ｔおよび発光素子Ｌならびにスタート用スイッチ素子Ｔ０が集積されて構成されるので、各素子を高密度に形成することができ、スイッチ素子アレイ１３では配列方向Ｘに隣接するスイッチ素子Ｔ同士を密接させることができる。これによって各スイッチ素子Ｔは、隣接するスイッチ素子Ｔからの光を効率的に受光することができ、隣接するスイッチ素子Ｔの発光強度が小さい場合であっても、発光したスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流を低下させることができる。したがって、スイッチ素子Ｔを発光させるために必要な電力を小さくすることができ、より消費電力の小さな発光装置１０を実現することができる。また発光素子Ｌにおいても、配列方向に隣接する発光素子Ｌ同士を密接させることができるので、画像形成装置８７に用いて画像の解像度を向上させることができる。
【０２４４】
また各スイッチ素子Ｔは、配列方向Ｘに沿って順番に発光するので、この光を遮光層１８によって遮光し、発光素子Ｌが発する光に干渉しないようにすることによって、発光素子Ｌが発光しているときには、発光素子Ｌの光量が小さくなったり大きくなったりしてしまうことが防止され、安定した光量を得ることができる。また遮光層１８によって、バイアス光が漏れることが防止されるので、画像形成装置８７では、画像の品位を低下させることがなく、良好な品質の画像を形成することができる。
【０２４５】
また絶縁層１７は、各発光素子Ｌおよび各スイッチ素子Ｔと各走査信号伝送路１５および発光信号伝送路１２との間に設けられ、各発光素子Ｌおよび各スイッチ素子Ｔと各走査信号伝送路１５および発光信号伝送路１２が短絡してしまうことが防止される。
【０２４６】
また光走査型スイッチ装置９では、隣接するスイッチ素子Ｔからの光を受光したときのしきい電圧またはしきい電流を、隣接するスイッチ素子Ｔからの光を受光していない状態におけるしきい電圧またはしきい電流の８０％程度まで下げることができれば、受光によってしきい電圧またはしきい電流が低下したスイッチ素子Ｔを選択的に発光させることができるので、スイッチ素子Ｔが高い受光感度を有さなくても、スイッチ素子Ｔを配列方向に沿って、順番に発光させることができる。したがって、スイッチ素子Ｔの受光感度に影響されず、スイッチ素子Ｔの発光状態を、スイッチ素子Ｔの配列方向に沿って順番に遷移させることができ、光走査の信頼性が向上される。
【０２４７】
図１４は、本発明の第２の実施の形態の発光装置において駆動手段７３がスタート信号伝送路１６に与えるスタート信号φＳ、および走査信号伝送路１５に与える第１および第２走査信号φ１，φ２発光信号伝送路１２に与える発光信号φＥと、発光素子Ｌ１の発光強度と、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０およびスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４の発光強度とを示す波形図である。発光素子Ｌ１および走査スタート用スイッチ素子Ｔ０ならびにスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４の発光強度は、ハイ（Ｈ）レベルのとき発光していることを表し、ロー（Ｌ）レベルのとき発光していないことを表す。図１４において、横軸は時間であって、基準時刻からの経過時間を表す。
【０２４８】
本実施の形態の発光装置と、図１に示される前述の第１の実施の形態の発光装置１０とは、装置の駆動方法が異なるのみ、すなわち駆動手段７３から出力される各信号のタイミングが異なるのみであって、その他の構成は、発光装置１０と同様であるので、同様な構成については説明を省略する。
【０２４９】
またスタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥについて、縦軸は、信号レベルを表す。信号レベルは、電圧または電流の大きさを表し、スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥがハイ（Ｈ）レベルのとき、高電圧または高電流が信号伝送路に供給され、スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥがロー（Ｌ）レベルのとき、低電圧または低電流が信号伝送路に供給される。スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥがＬレベルのとき、伝送路に供給される電圧または電流は、各素子のしきい電圧またはしきい電流よりも小さい。電圧の場合では、ハイレベルは、たとえば３Ｖ〜１０Ｖである。電圧の場合では、ローレベルは、たとえば０Ｖである。
【０２５０】
本実施の形態では、Ｈレベルのときのスタート信号φＳ、第１およびφ２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥの電圧をたとえば５ボルト（Ｖ）とし、Ｌレベルのスタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２、および発光信号φＥの電圧をたとえば０（零）ボルト（Ｖ）とする。第１および第２走査信号φ１，φ２の波形は同じであって、それぞれ位相が異なる。
【０２５１】
本実施の形態では、駆動手段７３は、第１および第２走査信号φ１，φ２のハイレベルとなる部分が重ならないように第１および第２走査信号φ１，φ２を、走査信号伝送路１５に与える。すなわち、第１走査信号φ１がハイレベルのとき、第２走査信号φ２は、ローレベルであり、第２走査信号φ２がハイレベルのとき、第１走査信号φ１は、ローレベルとなるように駆動手段７３は第１および第２走査信号φ１，φ２を出力する。
【０２５２】
以後、本実施の形態における駆動手段７３の動作について説明する。まず時刻ｔ０で、駆動手段７３は、スタート信号φＳ、第１および第２走査信号φ１，φ２および発光信号φＥをローレベルとする。スタート信号φＳをローレベルにしておくことによって、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は発光しない。駆動手段７３は、発光信号φＥ、スタート信号φＳおよび走査信号φについて、信号レベルをローレベルからハイレベルにすると、次に信号レベルをハイレベルからローレベルにするまで、信号レベルをハイレベルとなるように維持する。また駆動手段７３は、発光信号φＥ、スタート信号φＳおよび走査信号φについて、信号レベルをハイレベルからローレベルにすると、次に信号レベルをローレベルからハイレベルにするまで、信号レベルをローレベルとなるように維持する。
【０２５３】
時刻ｔ１で、駆動手段７３は、スタート信号φＳのみをローレベルからハイレベルに変化させる。これによって、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が、オン状態になり、すなわちターンオンし、発光する。スタート信号φＳのハイレベルの信号は、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０のしきい電圧またはしきい電流よりも大きい電圧または電流である。
【０２５４】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の光は、隣接するスイッチ素子アレイ１３の配列方向Ｘの端部に配置されるスイッチ素子Ｔ１の受光部Ｔｒ１に最も強く入射する。スイッチ素子アレイ１３の他のスイッチ素子Ｔでは、配列方向Ｘに走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から離間した位置に配置されるスイッチ素子Ｔほど、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から照射される光の強度が小さくなる。スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒ１では、受光すると光励起によって各半導体層に、受光強度に応じたキャリアが生成される。受光部Ｔｒのゲート２８、発光部Ｔｓのゲート２７および接続部Ｔｃは、ともに第２の一方導電型半導体層４４によって一体的に形成されているので、受光部Ｔｒにおいて光励起によって、受光部のゲート２８にトリガ信号としてのキャリアが生成されると、このトリガ信号は、接続部Ｔｃを介して発光部のゲート２７に与えられ、発光部Ｔｓにおいてもキャリアが生成される。キャリアの生成によって、第２の一方導電型半導体層４４に蓄積される電子が、第２の一方導電型半導体層４４のフェルミ準位を下げ、これによって第１の他方導電型半導体層４３と第２の一方導電型半導体層４４との接合部分において、なだれ現象が発生しやすくなり、発光部Ｔｓにおけるしきい電圧またはしきい電流を低下させることができる
このため、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒが、光を受光することによってこの受光した受光部Ｔｒと接続部Ｔｃによって接続される発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流が低下し、また受光部Ｔｒによって受光する光強度が大きくなるほど、この受光した受光部Ｔｒと接続部Ｔｃによって接続される発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流の降下が大きくなるという特性を有する。
【０２５５】
次に走査スタート用スイッチ素子Ｔ０からスイッチ素子Ｔ１への発光状態の転送について説明する。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０が発光すると、この光をスイッチ素子Ｔ１の受光部Ｔｒ１が受光し、前述したようにスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧が低下する。
【０２５６】
時刻ｔ１経過した後、時刻ｔ２においてスイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１のしきい電圧はＶＴＨ（Ｔ１）となっている。第１走査信号伝送路１５ａには、スイッチ素子Ｔ１，Ｔ３，…，Ｔｊ−１が接続されているが、スイッチ素子Ｔ３，…，Ｔｊ−１は、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から十分に離れているので、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０からの光を受光することによって、その発光部Ｔｓしきい電圧は、ほとんど変化しない。
【０２５７】
時刻ｔ２において、スタート信号φＳをハイレベルからローレベルにする。これによって時刻ｔ２で、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０がオフ状態となり、すなわちターンオフし、消灯する。
【０２５８】
時刻ｔ２が経過した後、時刻ｔ３で、駆動手段７３は、第１走査信号φ１をローレベルからハイレベルにする。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は消灯しているが、スイッチ素子Ｔ１では、受光部Ｔｒが受光することによって低下した発光部Ｔｓのしきい電圧は、時刻ｔ２から時刻の経過とともに徐々に上昇する。発光状態の発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの他方に隣接するスイッチ素子Ｔでは、受光部Ｔｒが受光することによって、発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流が低下し、発光状態の発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの前記発光部Ｔｓが発光状態から非発光状態となると、隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒでは、受光しないので低下した発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流が、徐々に上昇する。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの予め定める時間を、発光状態にあったスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流が上昇し、同じ走査信号伝送路１５に接続される他のスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流の最低値と等しくなる時刻までの時間よりも短く選ぶことによって、この受光によってしきい電圧またはしきい電流が低下したスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに、走査信号φを与えて発光させることができる。
【０２５９】
第１走査信号φ１のハイレベルは、前述の実施の形態と同様に、第１走査信号伝送路１５ａに接続されるスイッチ素子Ｔ１を除く他のスイッチ素子Ｔ３，…，Ｔｊ−１のしきい電圧またはしきい電流うちの最低値よりも、高い電圧または高い電流に選ばれる。
【０２６０】
これによって、時刻ｔ２で、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１がオン状態となり、すなわちターンオンし、発光する。
【０２６１】
このようにして、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０から、スイッチ素子Ｔ１へと発光状態が遷移する。
【０２６２】
スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１は、時刻ｔ３においてオン状態となると、ハイレベルとされた走査信号φがローレベルになるまでは、オン状態を維持する。オン状態となると、スイッチ素子Ｔ１のゲート２４の電圧は、ほぼ０（零）ボルト（Ｖ）になる。ここで前記ゲート２４の電圧とは、ゲート２４と接地される裏面電極３６との電位差である。スイッチ素子Ｔ１のゲート２４は、発光素子Ｌ１のゲート１９に接続されているので、スイッチ素子Ｔ１のゲート２４の電圧は、発光素子Ｌ１のゲート１９の電圧と等しくなる。このようにスイッチ素子Ｔ１は、発光素子Ｌ１のゲート１９と裏面電極３６とに印加される電圧を変化させる。
【０２６３】
発光素子Ｌ１を発光させる場合、駆動手段７３は、第１走査信号φ１をローレベルからハイレベルにした時刻ｔ３が経過した後、時刻ｔ４で、発光信号φＥをローレベルからハイレベルにする。
【０２６４】
発光素子Ｌ１は、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１がオン状態であるので、前述したように発光素子Ｌ１のゲート１９はほぼ０（零）ボルト（Ｖ）となる。このときスイッチ素子Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊは、オフ状態であり、時刻ｔ４における発光素子Ｌ１のしきい電圧をＶＴＨ（Ｌ１）とし、時刻ｔ４における発光素子Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉのしきい電圧をそれぞれＶＴＨ（Ｌ２），…，ＶＴＨ（Ｌｉ−１），ＶＴＨ（Ｌｉ）とすると、発光信号φＥのハイレベルＶＨを、発光素子Ｌ１のしきい電圧よりも大きく、発光素子Ｌ２，…，Ｌｉ−１，Ｌｉのしきい電圧のうち、最低値のものよりも小さい値に選ぶことによって、発光素子Ｌ１のみを選択的にオン状態として、発光させることができる。
【０２６５】
時刻ｔ５において、駆動手段７３が発光信号φＥをローレベルにすると、発光素子Ｌ１は、オフ状態となり、消灯する。感光体ドラム９０への露光量は、発光素子Ｌ１の発光強度は一定として、発光素子Ｌ１の発光する時間によって調整される。すなわち、発光信号φＥがハイレベルとなる時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間の時間を決定することによって、露光量が決定される。発光素子Ｌ１の発光強度によって露光量を変更する場合、発光素子Ｌ１に与える電圧または電流を細かく制御する必要があるので困難であるが、発光時間によって露光量を変更することによって、発光信号φＥがハイレベルとなる時間を調整するだけでよいので、露光量の制御がしやすく、また定電圧または定電流が発光素子Ｌに与えられるので、発光素子Ｌ１を安定して発光させることができる。発光素子Ｌが発光する時間、言い換れば発光信号φＥがハイレベルとなる時間は、走査信号φがハイレベルとなる時間の８０％以下に選ばれる。
【０２６６】
時刻ｔ５が経過した後、駆動手段７３は、時刻ｔ６で第１走査信号φ１をローレベルにすると、スイッチ素子Ｔ１の発光部Ｔｓ１が消灯し、時刻ｔ６が経過した後、時刻ｔ７で、第２走査信号φ２をハイレベルにすると、スイッチ素子Ｔ２が点灯する。これによって、スイッチ素子Ｔ１からスイッチ素子Ｔ２へと発光状態が移る。
【０２６７】
時刻ｔ７が経過した後、駆動手段７３は、時刻ｔ８で第２走査信号φ２をローレベルにすると、スイッチ素子Ｔ２の発光部Ｔｓ２が消灯し、時刻ｔ８が経過した後、時刻ｔ９で、第１走査信号φ１をハイレベルにすると、スイッチ素子Ｔ３の発光部Ｔｓ３が点灯する。これによって、スイッチ素子Ｔ２からスイッチ素子Ｔ３へと発光状態が移る。
【０２６８】
時刻ｔ９が経過した後、駆動手段７３は、時刻ｔ１０で再び第１走査信号φ１をローレベルにすると、スイッチ素子Ｔ３が消灯する。
【０２６９】
第１および第２走査信号φ１，φ２がハイレベルとなる時間は、たとえば１μ秒に選ばれる。
【０２７０】
時刻ｔ６と時刻ｔ７との間の時間、および時刻ｔ８と時刻ｔ９との間の時間は、前述した時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の時間と等しく選ばれ、たとえば０．１μ秒〜１μ秒程度に選ばれる。
【０２７１】
このように駆動手段７３が、第１および第２走査信号φ１，φ２を繰り返して与えることによって、スイッチ素子Ｔ４，…，Ｔｊ−１，Ｔｊにおいても、オン状態が配列方向Ｘに沿って順次転送される。スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発光しているとき、発光信号伝送路１２の発光信号φＥをローレベルからハイレベルにすることによって、この発光しているスイッチ素子Ｔに対応する、すなわち発光しているスイッチ素子Ｔに接続されている発光素子Ｌのみを選択的に発光させることができる。
【０２７２】
図１５および図１６は、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂに第１および第２走査信号φ１，φ２をそれぞれ与えたときに、隣接する２つのスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに与えられる電圧を測定した実験結果を示す波形図である。図１５は、駆動手段７３が走査信号伝送路１５に出力する第１および第２走査信号φ１，φ２の波形を示す。図１５に示すように、第１走査信号伝送路１５ａには、予め定める第１の周期Ｔａでハイレベルとローレベルとを繰り返す第１走査信号φ１を与え、第２走査信号伝送路１５ｂには、予め定める第２の周期Ｔｂでハイレベルとローレベルとを繰り返す第２走査信号φ２を与える。ここでは実験のため、予め定める第１周期Ｔａおよび予め定める第２周期Ｔｂとは異なる間隔にしており、第１走査信号φ１のハイレベルの電圧Ｖａは、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧よりも高く設定され、第２走査信号φ２のハイレベルの電圧Ｖｂは、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの初期のしきい電圧よりも低く設定される。予め定める第１周期Ｔａは、５μ秒とし、予め定める第２周期Ｔｂは、１．５μ秒としている。第１および第２走査信号φ１，φ２がハイレベルとなる時間は、１μ秒としている。
【０２７３】
図１６は、図１５に示す第１走査信号φ１と、第２走査信号φ２とを相対的に変位させ、すなわち位相を変えて各走査信号伝送路１５に与えたときに、走査信号伝送路１５において測定した第１走査信号φ１および第２走査信号φ２の波形を表す。
【０２７４】
時刻ｔ１で、第１走査信号φ１をローレベルからハイレベルとすると、時刻ｔ２で第１走査信号φ１が与えられているスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが点灯し、時刻ｔ３で第１走査信号φ１をハイレベルからローレベルとすると、第１走査信号φ１が与えられているスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓは消灯する。
【０２７５】
第２走査信号φ２をローレベルからハイレベルにし、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが点灯したときに測定される第２走査信号φ２の電圧はＶｃとなり、第２走査信号φ２がローレベルからハイレベルにしたときに、スイッチ素子Ｔが消灯したままのときに測定される第２走査信号φ２の電圧はＶｄとなる。
【０２７６】
時刻ｔ２と時刻ｔ３との間で、第２走査信号φ２をハイレベルにすると、第２走査信号φ２が与えられるスイッチ素子Ｔは、点灯し、測定される第２走査信号φ２の電圧は、Ｖｃであった。これは時刻ｔ３までは、第１走査信号φ１が与えられるスイッチ素子Ｔが点灯しているので、当然の結果である。
【０２７７】
しかしながら、時刻ｔ３が経過した後の、時刻ｔ４で第２走査信号φ２をローレベルからハイレベルにしても、第２走査信号φ２が与えられるスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓは、点灯し、測定される第２走査信号φ２の電圧は、Ｖｃとなった。
【０２７８】
時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までの間は、第１走査信号φ１が与えられたスイッチ素子Ｔは、消灯している。しかしながら、時刻ｔ４においても、第２走査信号φ２が与えられるスイッチ素子Ｔは、点灯した。
【０２７９】
したがって、時刻ｔ３から、時刻ｔ４までの間では、受光部Ｔｒが受光していないにもかかわらず、第２走査信号φ２が与えられるスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧は、第２走査信号φ２の電圧よりも低下していることがわかる。
【０２８０】
したがって、第１走査信号φ１および第２走査信号φ２のハイレベルを重ねず、すなわち、第１走査信号φ１の電圧をハイレベルからローレベルにした後、第２走査信号φ２の電圧をローレベルからハイレベルにしても、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの発光状態は、転送される。
前記時刻ｔ３から、時刻ｔ４までの間の時間Ｔｄは、１μ秒程度である。
【０２８１】
本実施の形態の発光装置は、前述の実施の形態の発光装置１０と同様な効果を達成することができ、さらに駆動手段７３は、複数の走査信号伝送路１５に電圧または電流を供給するとき、隣接する２つのスイッチ素子Ｔにおいて、一方のスイッチ素子Ｔへの電圧または電流の供給を停止した後、予め定める時間をあけて他方のスイッチ素子Ｔへの電圧または電流の供給を開始するので、隣接する２つのスイッチ素子Ｔに同時に電圧および電流を供給することがない。したがって、スイッチ素子Ｔにおける電力の消費量を低減することができ、装置の消費電力を低減することができる。
【０２８２】
図１７は、本発明の第３の実施の実施の形態の発光装置におけるスイッチ素子Ｔの発光部の順方向電圧−電流特性と、各スイッチ素子Ｔに与えられる走査信号φのハイレベルの電圧ＶＨの範囲を示す図である。本実施の形態の発光装置は、前述した第１または第２の実施の形態の発光装置において、駆動手段７３が出力する走査信号φのハイレベルの範囲のみが異なり、他の構成は同じであるのでその説明を省略する。
【０２８３】
本実施の形態では、同じ走査信号伝送路１５に接続されているスイッチ素子Ｔのうち、隣接するスイッチ素子Ｔが発光することによって、この光を受光してしきい電圧が最も低下したスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧Ｖ１と、２番目に低いしきい電圧Ｖ３を有するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧との間の電圧、すなわち図１７の符号Ｐ３で示される範囲の電圧を、走査信号φのハイレベルの電圧に選ぶ。
【０２８４】
このように走査信号φのハイレベルの電圧を選ぶことによって、受光によって最もしきい電圧が低下しているスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのみを、選択的に発光させることができる。このような構成であっても、前述した各実施の形態の発光装置と同様な効果を得ることができる。
【０２８５】
図１８は、本発明の第４の実施の形態の発光装置１００における発光体チップ１０１の基本的構成を示す平面図である。本実施の形態の発光装置１００と前述の図１に示される第１の実施の形態の発光装置１０とは、装置の基本構成は同様であって、発光体チップにおける発光素子アレイ１１、スイッチ素子アレイ１３、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の配置構成と、信号伝送路接続部７２の構成が異なるのみであるので、発光装置１０と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。
【０２８６】
なお、図１に示される発光装置１０の基本的構成を示す一部は、同図においてｂ１、ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５およびｂ６によって外囲される部分である。また図１８では、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光体チップ１０１の平面を示し、発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔ、接続手段１４および信号伝送路接続部１０４は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０２８７】
発光体チップ１０１は、第１発光体チップ部１０２と、第２発光体チップ部１０３と、信号伝送路接続部１０４とを有する。第１発光体チップ部１０２は、前述した図１に示す部分であり、ｂ１、ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５およびｂ６によって外囲される部分である。第２発光体チップ部１０３は、第１発光体チップ部１０２と同様な構成であって、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０を発光素子アレイ１３の配列方向一方Ｘ１ではなく、発光素子アレイ１３の配列方向他方Ｘ２に配置した構成である。第１発光体チップ部１０２の発光素子アレイ１１を第１発光素子アレイ１１ａと記載し、第１発光体チップ部１０２のスイッチ素子アレイ１３を第１スイッチ素子アレイ１３ａと記載し、第２発光体チップ部１０３の発光素子アレイ１１を第２発光素子アレイ１１ｂと記載し、第２発光体チップ部１０３のスイッチ素子アレイ１３を第２スイッチ素子アレイ１３ｂと記載する。
【０２８８】
第１発光素子アレイ１１ａと、第２発光素子アレイ１１ｂとは、配列方向Ｘに沿って直線状に配列される。第１スイッチ素子アレイ１３ａと、第２スイッチ素子アレイ１３ｂとは、配列方向Ｘに沿って直線状に配列される。
【０２８９】
発光体チップ１０１は、略直方体形状を有し、この厚み方向Ｚの一表面部１０５に、信号伝送路接続部１０４が設けられる。
【０２９０】
第１発光体チップ部１０２は、発光体チップ１０１の配列方向Ｘの他端部１０１ｂに設けられ、第２発光体チップ部１０３は、配列方向Ｘにおいて発光体チップ１０１の一端部１０１ａに設けられる。
【０２９１】
第１発光素子アレイ１１の配列方向Ｘの長さＷ１９と、第２発光素子アレイ１１の配列方向Ｘの長さＷ２０と、第１発光素子アレイ１１の配列方向Ｘの他端の発光素子Ｌと、第２発光素子アレイ１１の配列方向の一端の発光素子Ｌとの間の距離Ｗ２１とが等しくなるように各発光素子アレイ１１が配置される。配列方向Ｘにおいて、第１および第２発光素子アレイ１１ａ，１１ｂの間の発光体チップ１０１の中央部１０１ｃに信号伝送路接続部１０４が設けられる。
【０２９２】
信号伝送路接続部１０４は、走査信号伝送路接続部１０６、発光信号伝送路接続部１０７およびスタート信号伝送路接続部１０８を含んで構成される。走査信号伝送路接続部１０６、発光信号伝送路接続部１０７およびスタート信号伝送路接続部１０８は、ワイヤボンディングによって、外部信号伝送路であるボンディングワイヤが接続されるボンディングパッドである。信号伝送路接続部１０４は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって形成され、具体的には、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）および金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）などによって形成される。信号伝送路接続部１０４である走査信号伝送路接続部１０６、発光信号伝送路接続部１０７およびスタート信号伝送路接続部１０８は、厚み方向Ｚの一方から見た形状が略矩形状に形成される。
【０２９３】
走査信号伝送路接続部１０６、発光信号伝送路接続部１０７およびスタート信号伝送路接続部１０８は、配列方向Ｘに間隔をあけて配列され、発光素子Ｌが設けられる領域外に設けられている。発光体チップ１０１の中央部１０１ｃに走査信号伝送路接続部１０６が設けられる。
【０２９４】
走査信号伝送路接続部１０６は、第１および第２走査信号伝送路接続部１０６ａ，１０６ｂを有する。第１および第２走査信号伝送路接続部１０６ａ，１０６ｂは、配列方向Ｘに間隔をあけて配列される。発光体チップ１０１には、前述した抵抗素子Ｒφが形成され、第１走査信号伝送路接続部１０６ａには、第１および２発光体チップ部１０２，１０３の第１走査信号伝送路１５ａがそれぞれ抵抗素子Ｒφを介して接続される。第２走査信号伝送路接続部１０６ｂには、第１および２発光体チップ部１０２，１０３の第２走査信号伝送路１５ｂが抵抗素子Ｒφを介して接続される。
【０２９５】
各抵抗素子Ｒφは、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと第１および第２走査信号伝送路接続部１０６ａ，１０６ｂとをそれぞれ接続する信号伝送路によって形成され、その抵抗値は、電流の流路の断面積によって決定される。抵抗素子Ｒφを発光体チップ１０１に形成することによって、発光体チップ１０１が実装される回路基板などに抵抗素子Ｒφを別途形成する必要がなく、装置を小型化することができる。抵抗素子Ｒφは、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと同じ材料によって形成され、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂをフォトリソグラフィによって形成するときに、同時に形成される。
【０２９６】
第１発光体チップ部１０２および第２発光体チップ部１０３とは、配列方向Ｘに垂直な仮想一平面に関して面対称に設けられる。すなわち、第１スイッチ素子アレイ１３ａでは、配列方向Ｘの一端部から他端部に向かってスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊがこの順番で配列され、第２スイッチ素子アレイ１３ｂでは、配列方向Ｘの他端部から一端部に向かってスイッチ素子Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｊ−１，Ｔｊがこの順番で配列される。なお第２スイッチ素子アレイ１３ｂの各スイッチ素子Ｔは、配列方向Ｘの一方に発光部Ｔｓが形成され、配列方向Ｘの他方に受光部Ｔｒが形成される。
【０２９７】
第２走査信号伝送路接続部１０６ｂは、配列方向Ｘにおける発光体チップ１０１の中央に設けられ、第２走査信号伝送路接続部１０６ｂの配列方向一方Ｘ１に第１走査信号伝送路接続部１０６ａが設けられる。
【０２９８】
第１走査信号伝送路接続部１０６ａに駆動手段７３からの第１走査信号φ１が与えられると、この第１走査信号φ１は、第１および２発光体チップ部１０２，１０３の第１走査信号伝送路１５ａに同時に与えられる。第２走査信号伝送路接続部１０６ｂに、駆動手段７３からの第２走査信号φ２が与えられると、この第２走査信号φ２は、第１および２発光体チップ部１０２，１０３の第２走査信号伝送路１５ｂに同時に与えられる。したがって、走査信号伝送路接続部１０６の数を可及的に少なく構成することができる。
【０２９９】
発光信号伝送路接続部１０７は、第１および第２発光信号伝送路接続部１０７ａ，１０７ｂを含んで構成され、走査信号伝送路接続部１０６の配列方向Ｘの他方に第１発光信号伝送路接続部１０７ａが設けられ、走査信号伝送路接続部１０６の配列方向Ｘの一方に第２発光信号伝送路接続部１０７ｂが設けられる。第１発光信号伝送路接続部１０７ａは、第１発光体チップ部７７の発光信号伝送路１２に接続される。第２発光信号伝送路接続部１０７ｂは、第２発光体チップ部７８の発光信号伝送路１２に接続される。
【０３００】
走査信号伝送路接続部１０６の配列方向Ｘの他方で、発光信号伝送路接続部１０７との間には、スタート信号伝送路接続部１０８が設けられる。第１および２発光体チップ部１０２，１０３のスタート信号伝送路１６は、抵抗素子Ｒφを介してスタート信号伝送路接続部１０８に接続される。スタート信号伝送路接続部１０８に、駆動手段７３からスタート信号φＳが与えられると、このスタート信号φＳは、第１および２発光体チップ部１０２，１０３のスタート信号伝送路１６に同時に与えられる。したがって、スタート信号伝送路接続部１０８の数を可及的に少なく構成することができる。
【０３０１】
信号伝送路接続部１０４が形成される第１発光体チップ部１０２および第２発光体チップ部１０３の間の領域において、各発光信号伝送路１２と、各第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、各スタート信号伝送路１６とは、それぞれ電気絶縁性を有する絶縁膜によって相互に絶縁される。信号伝送路接続部１０４と各発光信号伝送路１２、各第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂおよび各スタート信号伝送路１６の各信号伝送路とは、絶縁膜に形成される貫通孔を介して接続される。
【０３０２】
発光装置１００では、走査信号伝送路接続部１０６およびスタート信号伝送路接続部１０８は、第１発光体チップ部１０２および第２発光体チップ部１０３において共通に用いられ、発光信号伝送路接続部１０７は、第１発光体チップ部１０２および第２発光体チップ部１０３に、別々に設けられる。これによって、第１発光体チップ部１０２と第２発光体チップ部１０３とによって、共通の走査信号φを用いてスイッチ素子Ｔのオン状態を転送しながら、第１発光体チップ部１０２と第２発光体チップ部１０３とにおいて、それぞれ別々に発光信号φＥを与えることができるので、第１発光体チップ部１０２と第２発光体チップ部１０３との各発光素子Ｌを個別に発光させることができる。これによって、画像形成装置において感光体ドラムを露光する時間を短縮することができる。
【０３０３】
発光体チップ１０１の幅方向Ｙの寸法は、発光素子Ｌの幅方向Ｙの一端からスイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの他端までの距離よりもわずかに大きく形成される。発光素子Ｌの幅方向Ｙの一端から発光体チップ１０１の幅方向Ｙの一端までの距離Ｗ２１と、スイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの他端から、発光体チップ１０１の幅方向Ｙの他端までの距離Ｗ２２とは、略等しく選ばれ、前述した絶縁層１７および遮光層１８を設けるために必要な大きさに選ばれる。前記信号伝送路接続部１０４は、幅方向で、発光素子Ｌの幅方向Ｙの一端からスイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの他端まで間の領域に形成される。
【０３０４】
図１９は、発光体チップ１０１を複数有する発光体チップ組立体１０９の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光体チップ組立体１０９の平面を示し、第１および第２発光素子アレイ１１ａ，１１ｂ、第１および第２スイッチ素子アレイ１３ａ，１３ｂおよび信号伝送路接続部１０４は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０３０５】
発光体チップ組立体１０９は、前記図１８に示される発光体チップ１０１を複数有し、各発光体チップ１０１が、前記発光素子Ｌの配列方向Ｘを揃えて、発光素子アレイ１１の配列方向Ｘの長さＷ１９，Ｗ２０と略等しい間隔Ｗ２３をあけて２列に配列され、一方の列の発光体チップ１０１の間の領域１１１に、他方の列の発光体チップ１０１の発光素子アレイ１１が臨むように千鳥状に配置される。発光体チップ組立体１０９は、プリント配線基板などの回路基板に、発光体チップ１０１の裏面電極３６を臨ませて実装される。前記間隔Ｗ２３は、所定の発光体チップ１０１の配列方向Ｘの配列方向一端に設けられる発光素子Ｌの配列方向Ｘの一端から、前記所定の発光体チップ１０１の配列方向Ｘの一方に隣接して配置される発光体チップ１０１の、配列方向Ｘの配列方向Ｘの他端に設けられる発光素子Ｌの配列方向Ｘの他端までの距離である。各発光体チップ１０１は、幅方向一方Ｙ１の列の発光体チップ１０１の幅方向Ｙの他端部と、幅方向他方Ｙ２の列の発光体チップ１０１の幅方向Ｙの一端部とが、幅方向Ｙに予め定める間隔、たとえば前記間隔Ｗ１程度あけて配置される。
【０３０６】
発光体チップ組立体１０９の発光体チップ１０１の幅方向一方Ｙ１で、配列される各発光チップ１０１は、幅方向他方Ｙ２に発光素子アレイ１１が設けられ、幅方向一方Ｙ１にスイッチ素子アレイ１３が設けられるように配列される。また発光体チップ組立体１０９の発光体チップ１０１の幅方向他方Ｙ２で、配列される発光チップ１０１は、幅方向一方Ｙ１に発光素子アレイ１１が設けられ、幅方向他方Ｙ２にスイッチ素子アレイ１３が設けられるように配列される。各列の半導体チップ１０１は、他方の列側に発光素子Ｌを臨ませて配置される。これによって、一方の列の発光体チップ１０１の発光素子アレイ１１と、他方の列の発光体チップ１０１の発光素子アレイ１１とを可及的に近接させることができる。幅方向Ｙに隣接する発光体チップ１０１の発光素子アレイ１１の間隔ΔＹは、発光素子Ｌの配列方向Ｘの長さ間隔Ｗ１の１または２倍程度に選ばれる。たとえば６００ｄｐｉのとき、間隔ΔＹは４２．３μｍに選ばれる。前記間隔ΔＹは、発光素子Ｌの光軸間の距離である。
【０３０７】
発光体チップ組立体１０９は、プリント配線基板などの回路基板に、発光チップ１０１を前述のように並べて形成される。発光体チップ組立体１０９は、電子写真方式の画像形成装置用の光プリンタヘッドなどのラインヘッドとしての露光装置に用いられる。発光体チップ組立体１０９の配列方向Ｘの寸法Ｗ２４は、画像形成装置８７において形成する画像の幅によって決定される。
【０３０８】
各発光体チップ１０１の信号伝送路接続部１０４は、外部信号伝送路であるボンディングワイヤによって、回路基板の接続すべき部分に電気的に接続される。回路基板には、前述した駆動手段７３が実装される。駆動手段７３は、ボンディングワイヤを介して、各信号伝送路接続部１０４に信号を与える。駆動手段７３を、発光体チップ１０１が実装される回路基板に設けることによって、駆動手段７３から各発光素子Ｌ、各スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０までの信号伝送路の距離を短くして、駆動手段７３から信号伝送路接続部１０４までの信号伝送路によって伝送される信号にノイズが重畳されてしまうことを抑制することができる。
【０３０９】
図２０および図２１は、コレット１１２に吸着させた発光体チップ１０１を示す断面図である。発光体チップ組立体１０９を作製するため、発光体チップ１０１を回路基板１１３に実装するとき、すなわちダイピックアップおよびダイボンディングするときに、発光体チップ１０１は、取り付け装置１１４によって搬送される。取り付け装置１１４は、コレット１１２、コレット１１２に吸引力を導く真空ポンプなどの吸引源１１５、およびコレット１１２を移動させるロボットアームなどの搬送手段１１６を含む。
【０３１０】
図２０は、発光体チップ１０１の配列方向Ｘに垂直な仮想一平面における断面を概略的に示す図であり、図２１は発光体チップ１０１の幅方向Ｙに垂直な仮想一平面における断面を概略的に示す図である。
【０３１１】
図２１に示すように発光体チップ１０１は、配列方向Ｘの中央部１０１ｃに発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔが存在しない領域が設けられている。発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔが設けられていない中央部１０１ｃの、厚み方向Ｚの表面部１０５にコレット１１２を当接させて、吸引源１１５からの吸引力をコレット１１２に導き、コレット１１２に吸着させることによって、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔにダメージを与えることがなくコレット１１２に吸着させて保持させることができる。またコレット１１２が当接することによって、発光体チップ１０１の中央部１０１ｃの側面部１１７が欠けたとしても、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔにダメージを与えることがない。
【０３１２】
発光体チップＬの厚み方向Ｚの寸法Ｗ２１に比べて幅方向Ｙの寸法Ｗ２２が小さくなるほど、発光体チップ１０１を回路基板１１３上に並べる時に倒れやすくなるが、本発明では複数の発光体チップ１０１を、２列の千鳥状に並べて回路基板３１に実装された発光体チップ組立体１０９では、一方の列の各発光体チップ１０１と他方の列の各発光体チップ１０１とは、配列方向Ｘの２／３の領域が、幅方向Ｙに重なるので、コレット１１２によって回路基板３１上に発光体チップ１０１を載置したときに、発光体チップ１０１が倒れにくくなる。これによって発光体チップ組立体１０９の組み立て時間を短縮して、生産性を向上させることができる。
【０３１３】
発光体チップ１０１は、ウエハに形成された複数の発光体チップ１０１の前駆体を、ダイシングによって切り出して形成される。このため前述した間隔ΔＹを可及的に小さくするためには、発光チップ１０９の発光素子アレイ１１の各発光素子Ｌの幅方向Ｙの端部が、発光体チップ１０１の幅方向Ｙの端面に可及的に近づくように切り出さなければならない。このため、図２０および図２１に示すように発光体チップ１０１をダイピックアップおよびダイマウントするために、発光体チップ１０１の中央部１０１ｃをコレット１１２によって真空吸着させた時、発光素子Ｌの表面を汚染したり、発光体チップ１０１の側面部１１７が欠けたりすることによって発光素子Ｌにダメージを与えることない。
【０３１４】
図２２は、本発明の第５の実施の形態の発光装置１３０の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光装置１３０の平面を示し、発光信号伝送路１２、スタート信号伝送路１６、走査信号伝送路１５、発光素子Ｌのゲート１９、スイッチ素子Ｔのゲート２４、接続手段１４、発光素子遮光部２３、表面電極２５および反射手段１３１は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０３１５】
本実施の形態の発光装置１３０は、前述の図１に示す発光装置１０の構成に反射手段１３１を付加した構成であって、その他の構成は、発光装置１０と同様であるので同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。
【０３１６】
反射手段１３１は、各スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発する光を反射して、隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに導く。反射手段１３１は、スイッチ素子アレイ１３の配列方向Ｘに沿って、スイッチ素子アレイ１３の幅方向Ｙで、発光素子アレイ１１とは、反対側に形成される。図２２では、反射手段１３１は、スイッチ素子アレイ１３と走査スタート用スイッチ素子Ｔ０との幅方向他方Ｙ２に配置される。反射手段１３１は、スイッチ素子アレイ１３の配列方向Ｘの一端部と他端部との間にわたって形成される。
【０３１７】
図２３は、図２２の切断面線Ｂ５−Ｂ５から見た発光装置１３０の基本的構成を示す一部の断面図である。反射手段１３１は、基板３１の一表面３１ａから厚み方向一方Ｚ１に立ち上がり、基板３１の一表面３１ａから、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の厚み方向Ｚの一端部に形成される表面電極２５よりも、厚み方向一方Ｚ１まで延び、その厚み方向Ｚの一端部１３１ａは、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の厚み方向一方Ｚ１に形成される第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂの幅方向Ｙに対向する位置まで延びる。
【０３１８】
反射手段１３１は、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発する波長の光の反射率が高い材料によって形成される。具体的には反射手段１３１は、金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）、金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）などによって形成される。
【０３１９】
反射手段１３１は、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０に幅方向Ｙに近接し、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０に幅方向Ｙの他端から離間して形成される。反射手段１３１とスイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０との間には、前述した絶縁層１７が形成される。反射手段１３１は、絶縁層１７に覆われる。すなわち反射手段１３１は、前記した絶縁層１７と遮光層１８とに挟まれて形成される。
【０３２０】
本実施の形態では、反射手段１３１は、発光信号伝送路１２および走査信号伝送路１５を形成するときに、同時に形成される。すなわち、絶縁層１７を形成した後、導電性を有する材料から成る層を積層し、フォトリソグラフィによって、発光信号伝送路１２、接続手段１４および走査信号伝送路１５と同時に反射手段１３１は、形成される。したがって、反射手段１３１は、発光信号伝送路１２および走査信号伝送路１５と同じ材料によって形成されるので、導電性を有するが、絶縁層１７に積層されるので、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０と電気的に絶縁されている。図２３に示される反射手段１３１は、厚み方向Ｚにほぼ平行に延びているが、実際には、基板３１から厚み方向一方Ｚ１に向かうに連れて、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０に向かう方向に傾斜している。このため、反射手段１３１を、発光信号伝送路１２および走査信号伝送路１５を作製するときに同時に絶縁層１７に積層して作製することができる。
【０３２１】
反射手段１３１は、走査信号伝送路１５とは分離され、遮光層１８によって電気的に絶縁されている。反射手段１３１は、絶縁層１７と遮光層１８との間に形成されるので、剥離してしまうことがなく、また絶縁層１７および遮光層１８は、電気絶縁性を有するので、反射手段１３１が帯電してしまい、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の動作特性に影響を与えてしまうといった、不具合が発生しない。
【０３２２】
図２４は、図２２の１点鎖線で囲まれる領域１３２を拡大して示す平面図である。なお、同図において、表面電極２５、接続手段１４および接続部Ｔｃは理解を容易にするため、斜線を付して示されている。反射手段１３１は、反射面１３３を有する。反射面１３３は、反射手段１３１の絶縁層１７と接触する面によって形成される。反射面１３３は、第１反射面１３３ａおよび第２反射面１３３ｂを有する。第１反射面１３３ａおよび第２反射面１３３ｂは、略平面に形成される。第１反射面１３３ａは、配列方向Ｘに垂直であって、スイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの中央をとおる仮想一平面から、配列方向一方Ｘ１に向かうにつれて、幅方向Ｙにスイッチ素子Ｔから離間し、配列方向Ｘに垂直であって、隣接するスイッチ素子Ｔの間隙の中央をとおる仮想一平面まで延びる。配列方向Ｘに垂直であって、スイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの中央をとおる仮想一平面は、配列方向Ｘにおいて、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓと受光部Ｔｒとの間の中央をとおる。
【０３２３】
第２反射面１３３ｂは、配列方向Ｘに垂直であって、スイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの中央をとおる第１仮想一平面から、配列方向他方Ｘ２に向かうにつれて、幅方向Ｙにスイッチ素子Ｔから離間し、配列方向Ｘに垂直であって、隣接するスイッチ素子Ｔの間隙の中央をとおる仮想一平面まで延びる。
【０３２４】
第１反射面１３３ａおよび第２反射面１３３ｂは、配列方向Ｘに連なり、連続して形成され、各スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０にそれぞれ臨む。スイッチ素子Ｔｋ（ｋは、２以上の整数）にその一部が臨む第１反射面１３３ａの配列方向他方Ｘ２の端部１３４は、スイッチ素子Ｔｋにその一部が臨む第２反射面１３３ｂの配列方向一方Ｘ１の端部１３５に連なる。またスイッチ素子Ｔｋにその一部が臨む前記第１反射面１３３ａの配列方向一方Ｘ１の端部１３４は、スイッチ素子Ｔｋ−１にその一部が臨む第２反射面１３３ｂの配列方向他方Ｘ２の端部１３７に連なる。またスイッチ素子Ｔｋにその一部が臨む前記第２反射面１３３ｂの配列方向他方Ｘ２の端部１３８は、スイッチ素子Ｔｋ＋１にその一部が臨む第１反射面１３３ａの配列方向一方Ｘの端部１３９に連なる。
【０３２５】
スイッチ素子Ｔｋが発光すると、図２４に示すようにスイッチ素子Ｔｋの発光部Ｔｓは、この発光部Ｔｓの配列方向Ｘの端部から、配列方向他方Ｘ２に隣接するスイッチ素子Ｔｋ＋１に向かって矢符Ｆ１で示すように光りを出射し、また発光部Ｔｓの配列方向Ｘの端部から、この発光部Ｔｓと接続される受光部Ｔｒに向かって矢符Ｆ２で示すように光を出射するとともに、スイッチ素子Ｔｋの幅方向Ｙの端部からも幅方向Ｙの外方に向かって光りを出射する。スイッチ素子Ｔｋの発光部Ｔｓの配列方向Ｘの端部から、この発光部Ｔｓと接続される受光部Ｔｒに向かって出射された光は、スイッチ素子Ｔｋの受光部Ｔｒによって遮光される。
【０３２６】
スイッチ素子Ｔｋの幅方向Ｙの端部から出射される光のうち、反射手段１３１へ向かう光は、透光性を有する絶縁層１７を透過して、スイッチ素子Ｔｋにその一部が臨む第２反射面１３３ｂによって反射される。
【０３２７】
スイッチ素子Ｔｋにその一部が臨む第２反射面１３３ｂによって反射された光の一部は、隣接するスイッチ素子Ｔｋ＋１の受光部Ｔｒに直接向かい、また前記第２反射面１３３ｂによって反射された光の一部は、スイッチ素子Ｔｋ＋１の受光部Ｔｒにその一部が臨む第１反射面１３３ａへと向かって、第１反射面１３３ａによって反射されてスイッチ素子Ｔｋ＋１へ向かう。
【０３２８】
ここでは、反射手段１３１のうち、スイッチ素子Ｔに臨む部分について説明したが、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０はスイッチ素子Ｔと同様の構成を有しており、前述の説明においてスイッチ素子Ｔｋ−１を、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０に置き換えた構成と同じである。
【０３２９】
このように発光装置１３０では、反射手段１３１によって、発光したスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓからの光を反射して、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに導くので、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔから、この発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに伝達する光の伝達効率を向上させることができ、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの前記発光部Ｔｓに受光部Ｔｒを臨ませて配列されるスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒは、可及的に多くの光を受光することができる。これによって、発光したスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流を、より確実に低下させることができ、スイッチ素子Ｔの光走査をより安定して行うことができる。また、発光したスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔのしきい電圧およびしきい電流を迅速に低下させることができるので、スイッチ素子Ｔを配列方向に順番に発光させるスイッチ素子Ｔの光走査の速度を向上させることができる。
【０３３０】
またスイッチ素子Ｔが発する光量を小さくても、隣接するスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流を下げることができるので、スイッチ素子Ｔの発光に必要な電力を可及的に抑制して光走査を行うことができ、発光装置１３０の消費電力を抑制することができる。
【０３３１】
スイッチ素子Ｔにその一部が臨む第１反射面１３３ａと、前記スイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子にその一部が臨む第２反射面１３３ｂのなす角度θ１は、たとえば９０°〜１４０°に選ばれる。前記角度θ１が、１４０°よりも大きいと、発光しているスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓからの光が、反射手段１３１によって反射されて、再びこの発光しているスイッチ素子Ｔに入射する光が多くなり、前記角度θ１が、９０°よりも小さいと、発光している反射手段１３１の幅方向Ｙの寸法が大きくなるとともに、反射角が下限値よりも小さい場合と同様に、発光しているスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓからの光が、反射手段１３１によって反射されて、再びこの発光しているスイッチ素子Ｔに入射する光が多くなる。前記角度θ１を前述した範囲に選ぶことによって、発光したスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔに伝達する光の伝達効率をより向上させることができる。
【０３３２】
反射手段１３１によって、発光するスイッチ素子Ｔから隣接するスイッチ素子Ｔに照射される光量を、発光装置１３０と同様な構成であって反射手段１３１を設けない構成のものと比較して、２０％〜４０％向上させることができる。
【０３３３】
また前記反射手段１３１の第１反射面１３３ａおよび第２反射面１３３ｂは、基板３１から厚み方向Ｚの一方に向かうに連れて、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０に向かう方向、すなわち幅方向Ｙの一方Ｙ１に傾斜しているので、スイッチ素子Ｔおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第２の一方導電型半導体層４４，６４および第２の他方導電型半導体層４５ｓ，６５の界面付近から出射される光を、この界面付近よりも基板３１側に設けられる第１の一方導電型半導体層４２および第１の他方導電型半導体層４３に向かって反射することができる。スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒでは、基板３１寄りに受光領域が形成されるので、反射手段１３１によってより多くの光りを受光領域に導くことができる。
【０３３４】
前記反射手段１３１を形成するには、スイッチ素子アレイ１３および走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の幅方向Ｙの一方を覆う絶縁層１７の表面部を、前記反射面１３３に沿うように波形に形成しておく。これによって前記金属層を絶縁層１７に積層して、フォトリソグラフィによって反射面１３３を形成することができる。フォトリソグラフィによって、絶縁層１７を成形することによって、反射面１３３を精度よく形成することができる。
【０３３５】
本実施の形態の発光装置１３０によれば、前述した実施の形態の発光装置１０と同様な効果を達成することができ、また反射手段１３１によって、発光したスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓからの光を反射して、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに導くので、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔから、この発光した発光部Ｔｓに受光部Ｔｒを臨ませて配置されるスイッチ素子Ｔに伝達する光の伝達効率を向上させることができる。これによって、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接し、前記発光した発光部Ｔｓに臨む受光部Ｔｒは、可及的に多くの光を受光することができる。これによって、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接し、前記発光部Ｔｓに受光部Ｔｒを臨ませて配列されるスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を、確実に低下させることができ、スイッチ素子Ｔの光走査をより安定して行うことができる。また、発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔに隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓしきい電圧およびしきい電流を迅速に低下させることができるので、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓを配列方向に順番に発光させるスイッチ素子Ｔの走査速度を向上させることができる。
【０３３６】
またスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓが発する光量を小さくても、隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を下げることができるので、スイッチ素子Ｔの発光に必要な電力を可及的に抑制して光走査を行うことができ、装置の消費電力を抑制することができる。
【０３３７】
また反射手段１０は、発光信号伝送路１２、接続手段１４および走査信号伝送路１５を形成する工程において同時に形成することができるので、反射手段１３１を形成するために製造工程が増加してしまうことがない。
【０３３８】
図２５は、本発明の第６の実施の形態の発光装置１４０の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光装置１４０の平面を示し、発光信号伝送路１２、スタート信号伝送路１６、走査信号伝送路１５、発光素子Ｌのゲート１９、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒのゲート２８、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７、接続手段１４、発光素子遮光部２３、抵抗構成部１４１および表面電極２５は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０３３９】
本実施の形態の発光装置１４０は、前述の図１に示す第１の実施の形態の発光装置１０と同様の構成であって、発光装置１０とは、スイッチ素子Ｔと、接続手段１４と抵抗構成部１４１の構成が異なるのみであり、その他の構成は同様であるので、発光装置１０と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する場合がある。本実施の形態において、光走査型スイッチ装置は、スイッチ素子アレイ１３と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、後述する駆動手段７３とを含んで構成される。本実施の形態において、一方導電型は、Ｎ型であり、他方導電型は、Ｐ型である。
【０３４０】
発光装置１４０のスイッチ素子Ｔは、前述の実施の形態の発光装置１０と同様に、発光部Ｔｓと受光部Ｔｒと有する。前述の実施の形態において、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒでは、その基部である第１の一方導電型半導体層４２、第１の他方導電型半導体層４３および第２の一方導電型半導体層４４が一体形成されているが、本実施の形態のスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓと受光部Ｔｒとは、配列方向Ｘに分離して設けられる。
【０３４１】
図２６は、図２５の切断面線Ｂ６−Ｂ６から見た発光装置１４０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【０３４２】
発光部Ｔｓは、基板３１の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層４２ｓ、第１の他方導電型半導体層４３ｓ、第２の一方導電型半導体層４４ｓ、第２の他方導電型半導体層４５ｓおよびオーミックコンタクト層４７を有する。基板３１の一表面３１ａに第１の一方導電型半導体層４２ｓが積層される。第１の一方導電型半導体層４２ｓの厚み方向一表面に、第１の他方導電型半導体層４３ｓが積層される。第１の他方導電型半導体層４３ｓの厚み方向一表面に、第２の一方導電型半導体層４４ｓが積層される。第２の一方導電型半導体層４４ｓの厚み方向一表面に、第２の他方導電型半導体層４５ｓが積層される。第２の他方導電型半導体層４５ｓの厚み方向一表面にオーミックコンタクト層４７が形成される。オーミックコンタクト層４７には、表面電極２５が積層され、第１および第２の走査信号伝送路１５ａ，１５ｂのいずれかが接続される。
【０３４３】
一方導電型半導体層４２ｓ、第１の他方導電型半導体層４３ｓ、第２の一方導電型半導体層４４ｓ、第２の他方導電型半導体層４５ｓおよびオーミックコンタクト層４７の積層体は、略直方体状に形成される。発光部Ｔｓは、長手方向が幅方向Ｙに沿うように配置される。
【０３４４】
受光部Ｔｒは、基板３１の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層４２ｒ、第１の他方導電型半導体層４３ｒ、第２の一方導電型半導体層４４ｒ、第２の他方導電型半導体層４５ｒおよび遮光部形成層４６を有する。基板３１の一表面３１ａに第１の一方導電型半導体層４２ｒが積層される。第１の一方導電型半導体層４２ｒの厚み方向一表面に、第１の他方導電型半導体層４３ｒが積層される。第１の他方導電型半導体層４３ｒの厚み方向一表面に、第２の一方導電型半導体層４４ｒが積層される。第２の一方導電型半導体層４４ｒの厚み方向一表面に、第２の他方導電型半導体層４５ｒが積層される。第２の他方導電型半導体層４５ｒの厚み方向一表面に遮光部形成層４６が形成される。一方導電型半導体層４２ｒ、第１の他方導電型半導体層４３ｒ、第２の一方導電型半導体層４４ｒ、第２の他方導電型半導体層４５ｒおよび遮光部形成層４６の積層体は、略直方体状に形成される。受光部Ｔｒは、長手方向が幅方向Ｙに沿うように配置される。
【０３４５】
発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓおよび受光部Ｔｒの第１の一方導電型半導体層４２ｒを形成する半導体材料は、前述した実施の形態における第１の一方導電型半導体層４２を形成する半導体材料と同様に選ばれる。発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓおよび受光部Ｔｒの第１の一方導電型半導体層４２ｒの厚みは、前述した実施の形態における第１の一方導電型半導体層４２の厚みと同様に選ばれる。
【０３４６】
発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３ｓおよび受光部Ｔｒの第１の他方導電型半導体層４３ｒを形成する半導体材料は、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４３を形成する半導体材料と同様に選ばれる。発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３ｓおよび受光部Ｔｒの第１の他方導電型半導体層４３ｒの厚みは、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４３と同様に選ばれる。
【０３４７】
発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓおよび受光部Ｔｒの第２の一方導電型半導体層４４ｒを形成する半導体材料は、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４４を形成する半導体材料と同様に選ばれる。発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓおよび受光部Ｔｒの第２の一方導電型半導体層４４ｒの厚みは、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｓおよび他端部３９ｒの厚みと同様に選ばれる。
【０３４８】
発光部Ｔｓの配列方向Ｘの長さは、前述した長さＷ１０に選ばれ、受光部Ｔｒの配列方向Ｘの長さは、前述した長さＷ９に選ばれる。また発光部Ｔｓと受光部Ｔｒとは配列方向Ｘに、前述した長さＷ１１離間して配置される。またスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓと、このスイッチ素子Ｔの配列方向他方Ｘ２に隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒとは、前述した間隔Ｗ３だけ離間する。発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒとの間には、絶縁層１７が設けられ、電気的に絶縁されている。発光部Ｔｓの幅方向他端とは、受光部Ｔｒの幅方向他端とは、配列方向Ｘに揃う。また発光部Ｔｓの配列方向Ｘの他端は、対応する発光素子Ｌの配列方向Ｘの他端と揃えて配置される。
【０３４９】
図２７は、図２５の切断面線Ｂ７−Ｂ７から見た発光装置１４０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【０３５０】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓと、第１の他方導電型半導体層４３ｓと、第２の一方導電型半導体層４４ｓとの発光素子Ｌ寄りの端部は、第２の他方導電型半導体層４５ｓと、オーミックコンタクト層４７との発光素子Ｌ寄りの端部よりも、発光素子Ｌに向かって突出し、発光部接続部５２ｓを構成する。
【０３５１】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓのうち、発光部接続部５２ｓを構成する部分４４ｓＡは、第２の他方導電型半導体層４５ｓが積層される部分４４ｓＢよりも厚みが小さく形成される。
【０３５２】
発光素子Ｌの発光素子接続部５１と、発光部接続部５２ｓとは一体的に形成される。すなわち、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２と、発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２とが一体形成されており、発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層３３と、発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３とが一体形成されており、発光素子Ｌの第２の一方導電型半導体層３４と、発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４とが一体形成されている。
【０３５３】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓと、第１の他方導電型半導体層４３ｓと、第２の一方導電型半導体層４４ｓとの発光素子Ｌ寄りの端部は、第２の他方導電型半導体層４５ｓと、オーミックコンタクト層４７との発光素子Ｌ寄りの端部よりも、発光素子Ｌに向かって突出し、発光部接続部５２ｓを構成する。
【０３５４】
本実施の形態において、接続手段１４は、第２の一方導電型半導体層３４の発光素子接続部５１における部分および第２の一方導電型半導体層４４ｓの発光部接続部５２ｓにおける部分を含んで構成される。
【０３５５】
図２８は、図２５の切断面線Ｂ８−Ｂ８から見た発光装置１４０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【０３５６】
スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒの第１の一方導電型半導体層４２ｒと、第１の他方導電型半導体層４３ｒと、第２の一方導電型半導体層４４ｒとの発光素子Ｌ寄りの端部は、第２の他方導電型半導体層４５ｒと、遮光部形成層４６との発光素子Ｌ寄りの端部よりも、発光素子Ｌに向かって突出し、受光部接続部５２ｒを構成する。
【０３５７】
スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒの第２の一方導電型半導体層４４ｒのうち、受光部接続部５２ｒを構成する部分４４ｒＡは、第２の他方導電型半導体層４５ｒが積層される部分４４ｒＢよりも厚みが小さく形成される。
【０３５８】
受光部接続部５２ｒと、発光素子接続部５２ｓとは、抵抗構成部１４１によって接続される。抵抗構成部１４１は、基板３１の一表面３１上に、第１の一方導電型半導体層１４２、第１の他方導電型半導体層１４３および第２の一方導電型半導体層１４４が積層されて形成される。抵抗構成部１４１の長手方向は、幅方向Ｙに沿って延び、スイッチ素子Ｔよりも発光素子Ｌ寄りで、発光部接続部５２ｓに接続される。
【０３５９】
抵抗構成部１４１の第１の一方導電型半導体層１４２は、発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓ、受光部Ｔｒの第１の一方導電型半導体層４２ｒおよび発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２と一体形成される。
【０３６０】
抵抗構成部１４１の第１の他方導電型半導体層１４３は、発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３ｓ、受光部Ｔｒの第２の他方導電型半導体層４３ｒおよび発光素子Ｌの第２の他方導電型半導体層３３と一体形成される。
【０３６１】
抵抗構成部１４１の第２の他方導電型半導体層１４４は、発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓ、受光部Ｔｒの第２の一方導電型半導体層４４ｒおよび発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３４と一体形成される。
【０３６２】
抵抗構成部１４１を構成する第２の他方導電型半導体層１４４、発光部接続部５２ｓを構成する第２の他方導電型半導体層４４ｓおよび受光部接続部５２ｒを構成する第２の他方導電型半導体層４４ｒによって接続部Ｔｃが実現される。発光素子形成部１４１の第２他方導電型半導体１４４の断面積は、第２の他方導電型半導体層４４Ｓ，４４ｒよりも小さく形成され、この第２他方導電型半導体１４４によって、受光部Ｔｒのゲート２８の電位よりも発光素子Ｌのゲート１９の電位が高くなるように接続される電位差生成用の抵抗が実現される。したがって接続部Ｔｃは、予め定める抵抗値を有する。接続部Ｔｃの抵抗値は、抵抗構成部１４１における第２の他方導電型半導体層１４４の断面積と、電流の流路の長さＷ２５によって決定される。
【０３６３】
接続部Ｔｃの抵抗値は、サイリスタの降伏（ブレイクオーバー）を起こす電流値（トリガ電流）で１〜２Ｖの電位差が発生するように選ばれる。例えば、サイリスタが１０μＡで降伏する場合は、１００ｋΩ〜２００ｋΩの抵抗値が選ばれる。
【０３６４】
また受光部接続部５２ｒと、発光素子接続部５２ｓとは、配列方向Ｘに近接して設けられるので、抵抗構成部１４１の長手方向を幅方向Ｙとすることによって、抵抗構成部１４１の第２の一方導電型半導体層１４２によって設定可能な抵抗値の自由度を大きくすることができる。
【０３６５】
図２９は、図２５に示される発光装置１４０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。発光装置１４０は、駆動手段７３を含んでいる。図２８の等価回路図に示されるように、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７と、受光部Ｔｒのゲート２８とが、接続部Ｔｃに含まれる抵抗素子Ｒを介して接続されている。
【０３６６】
本実施の形態の発光装置１４０においても、スイッチ素子Ｔが前述した発光部Ｔｓ、受光部Ｔｒおよび接続部Ｔｃを有することによって、発光部Ｔｓからの光を受光部Ｔｒによって遮ることができ、また受光部Ｔｒが受光することによって発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を低下させることができるので、前述の実施の形態の発光装１０と同様な効果を達成することができる。
【０３６７】
また本実施の形態では、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７と、受光部Ｔｒのゲート２８とが、予め定める抵抗値を有する抵抗素子Ｒによって接続されているので、受光部Ｔｒが受光したときに、抵抗素子Ｒの両端部に発生する電圧分だけ、受光部Ｔｒのゲート２８に抵抗素子Ｒを介して接続されている発光部Ｔｓのゲート２７の電位を上昇させることができ、受光部Ｔｒが、受光によってトリガ信号を発生したときに、このトリガ信号が発光素子Ｌのゲート１９に直接与えられてしまうことが防止され、発光部Ｔｓおよび発光素子Ｌのしきい電圧またはしきい電流が、過剰に低下してしまうことを制限することができる。
【０３６８】
発光素子Ｌのゲート１９は、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７とともに、受光部Ｔｒのゲート２８とも電気的に接続されることになるが、発光部Ｔｓと同様に、抵抗素子Ｒを介して受光部Ｔｒのゲート２８と接続されるので、受光部Ｔｒにおけるしきい電圧またはしきい電流と比較して、抵抗素子Ｒによってしきい電圧またはしきい電流の低下が制限されるので、発光素子Ｌにおいても、しきい電圧またはしきい電流が過剰に低下してしまうことが制限される。これによって、発光の誤動作を生じることがなく、発光信号伝送路１２を伝送する発光信号φＥのハイレベルの電圧または電流の範囲を大きく設定することができ、発光素子Ｌの光強度の選択の自由度が向上する。
【０３６９】
前述した抵抗素子Ｒを構成する抵抗構成部１４１は、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔを作製する工程において、フォトリソグラフィによって、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔと同様に形成することができる。したがって、本実施の形態では、前述の実施の形態の発光装置１０と比較して、製造工程が増加させることなく、生産性が低下してしまうことがない。
【０３７０】
図３０は、本発明の第７の実施の形態の発光装置１５０の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光装置１５０の平面を示し、発光信号伝送路１２、スタート信号伝送路１６、走査信号伝送路１５、発光素子Ｌのゲート１９、スイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒのゲート２８、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７、接続手段１４、発光素子遮光部２３、スイッチ素子Ｔの接続部Ｔｃ、表面電極２５は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０３７１】
本実施の形態の発光装置１５０は、前述の図２５に示す第６の実施の形態の発光装置１４０と同様の構成であって、発光装置１４０とは、接続部Ｔｓの構成が異なるのみであり、その他の構成は同様であるので、発光装置１４０と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する場合がある。接続部Ｔｓは、ダイオード構成部１５１を含んで形成される。ダイオード構成部１５１は、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの発光部接続部５２ｓと、受光部Ｔｒの受光部接続部５２ｒとを電気的に接続する。本実施の形態において、光走査型スイッチ装置は、スイッチ素子アレイ１３と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、後述する駆動手段７３とを含んで構成される。本実施の形態において、一方導電型は、Ｎ型であり、他方導電型は、Ｐ型である。
【０３７２】
図３１は、図３０の切断面線Ｂ９−Ｂ９から見た発光装置１５０の基本的構成を示す一部の断面図である。接続手段１４を構成する発光部接続部５２ｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓには、第２の一方導電型半導体層４４ｓのうち、第２の他方導電型半導体層４５ｓが積層される部分と同じ厚みに形成される突出部１５２が設けられる。突出部１５２は、幅方向Ｙにおいて接続手段１４のスイッチ素子Ｔ寄りに設けられ、第２の一方導電型半導体層４４ｓのうち、第２の他方導電型半導体層４５ｓが積層される部分からは、離間して設けられる。突出部１５２は、接続手段１４の配列方向Ｘの両端部を除く中間部にわたって形成される。
【０３７３】
突出部１５２の厚み方向一表面１５２ａには、第１ダイオード構成半導体層１５３が積層される。ダイオード構成半導体層１５２の厚み方向一表面１５２ａには、第２ダイオード構成半導体層１５３が積層される。突出部１５２、第１ダイオード構成半導体層１５３および第２ダイオード構成部１５４の積層体は略直方体形状に形成される。突出部１５２、第１ダイオード構成半導体層１５３および第２ダイオード構成部１５４の幅方向Ｙの長さは、２０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上に選ばれる。
【０３７４】
第１ダイオード構成半導体層１５３は、他方導電型の半導体材料によって形成される。第２ダイオード構成半導体層１５４は、一方導電型の半導体材料によって形成される。第１および第２ダイオード構成半導体層１５３，１５４によって受光部Ｔｒのゲート２８よりも発光素子Ｌのゲート１９の電位が高くなるように接続される電位差生成用のダイオードが実現される。この場合に第１および第２ダイオード半導体層１５３，１５４によって形成されるダイオード素子によって発生する電位差は、このダイオード素子の拡散電位に相当し、例えばＧａＡｓでこのダイオード素子を形成した場合、１．３〜１．５Ｖとなる。
【０３７５】
第１ダイオード構成半導体層１５３の厚みは、発光部Ｔｓの第２の他方導電型半導体層４５ｓと等しく選ばれ、第２ダイオード構成半導体層１５４の厚みは、発光部Ｔｓのオーミックコンタクト層４７の厚みと等しく選ばれる。
【０３７６】
発光部Ｔｓが発光したときに、前記突出部１５２、第１ダイオード構成半導体層１５３および第２ダイオード構成半導体層１５４によって、発光部Ｔｓから、発光素子Ｌに向かう光が遮光され、発光素子Ｌが発する光と干渉してしまうことを防止することができる。
【０３７７】
第２ダイオード構成半導体層１５４には、ダイオード配線部１５５が接続される。突出部１５２、第１および第２ダイオード構成半導体層１５３，１５４は、絶縁層１７によって覆われ、ダイオード配線部１５５は、絶縁層１７に積層される。絶縁層１７のうち、第２ダイオード構成半導体層１５４に積層される部分には、貫通孔１５６が形成され、ダイオード配線部１５５の一部が前記貫通孔１５６に形成されて、ダイオード配線部１５５と第２ダイオード構成半導体層１５４とが接続される。ダイオード配線部１５５は、遮光層１８によって覆われる。
【０３７８】
図３２は、図３０の切断面線Ｂ１０−Ｂ１０から見た発光装置１５０の基本的構成を示す一部の断面図である。受光部接続部５２ｒの第２の他方導電型半導体層４４ｒには、ダイオード配線部１５５が接続される。受光部接続部５２ｒは、絶縁層１７によって覆われる。絶縁層１７のうち受光部接続部５２ｒに積層される部分には、貫通孔１５７が形成され、貫通孔１５７にダイオード配線部１５５の一部が形成されて、ダイオード配線部１５５が第２の他方導電型半導体層４４ｒに接続される。
【０３７９】
図３３は、図３０の切断面線Ｂ１１−Ｂ１１から見た発光装置１５０の基本的構成を示す一部の断面図である。第２のダイオード構成半導体層１５４は、受光部接続部５２ｒの第２の一方導電型半導体層４４ｒよりも、基板３１の一表面３１ａから厚み方向一方Ｚ１に離間した位置に形成される。絶縁層１７のうち、第２のダイオード構成半導体層１５４の厚み方向一表面上と、受光部接続部５２ｒの第２の一方導電型半導体層４４ｒの厚み方向一表面上との間に形成される部分の表面は、第２のダイオード構成半導体層１５４から第２の一方導電型半導体層４４ｒに向かって基板３１に近接する方向に傾斜する。ダイオード配線部１５５は、前記絶縁層１７の傾斜した部分に積層して形成される。
【０３８０】
ダイオード配線部１５５は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって形成され、具体的には金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）、金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）などによって形成される。
【０３８１】
ダイオード配線部１５５は、発光信号伝送路１２と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、スタート信号伝送路１６と同じ導電性材料によって形成される。ダイオード配線層１５６は、発光信号伝送路１２と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、スタート信号伝送路１６を、蒸着法などによって導電性材料を絶縁層１７の表面に積層した後、フォトリソグラフィによってパターニングおよびエッチングして、同時に形成される。したがって、ダイオード配線層１５６を作製するために、製造工程が増加することがない。
【０３８２】
ダイオード構成部１５１は、突出部１５２、第１および第２ダイオード構成半導体層１５３，１５４およびダイオード配線層１５６を含んで形成される。発光部接続部５２ｓの第２の他方導電型半導体層４４ｓ、ダイオード構成部１５１および受光部接続部５２ｒの第２の他方導電型半導体層４４ｒを含んで接続部Ｔｃが形成される。したがって、接続部Ｔｃは、ダイオードを含む。
【０３８３】
図３４は、図３０に示される発光装置１５０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。発光装置１５０は、駆動手段７３を含んでいる。本実施の形態では、一方導電型はＮ型であり、他方導電型はＰ型である。したがって、図３４の等価回路図に示されるように、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７に、接続部Ｔｃに含まれるダイオードＤのアノードが接続され、受光部Ｔｒのゲート２８に接続部Ｔｃに含まれるダイオードＤのカソードが接続されている。つまりダイオードＤは、発光部Ｔｓから受光部Ｔｒへの電流の流入を制限するように接続される。
【０３８４】
本実施の形態の発光装置１５０においても、スイッチ素子Ｔが前述した発光部Ｔｓ、受光部Ｔｒおよび接続部Ｔｃを有することによって、発光部Ｔｓからの光を受光部Ｔｒによって遮ることができ、また受光部Ｔｒが受光することによって発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を低下させることができるので、前述の実施の形態の発光装１０と同様な効果を達成することができる。
【０３８５】
また本実施の形態では、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７と、受光部Ｔｒのゲート２８とが、受光部Ｔｒから受光部Ｔｒへの電流の流入を制限するダイオードＤによって接続されているので、受光部Ｔｒが受光したときに、ダイオードＤの逆降伏電圧分だけ、受光部Ｔｒのゲート２７にダイオードＤを介して接続されている発光部Ｔｓのゲート２７の電位を上昇させることができ、受光部Ｔｒが、受光によってトリガ信号を発生したときに、このトリガ信号が発光素子Ｌのゲート１９に直接与えられてしまうことが防止され、これによって発光部Ｔｓおよび発光素子Ｌのしきい電圧またはしきい電流が、過剰に低下してしまうことを制限することができる。
【０３８６】
発光素子Ｌのゲート１９は、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７とともに、受光部Ｔｒのゲート２８とも電気的に接続されることになるが、発光部Ｔｓと同様に、ダイオードＤを介して受光部Ｔｒのゲート２８と接続されるので、受光部Ｔｒにおけるしきい電圧またはしきい電流と比較して、ダイオードＤによってしきい電圧またはしきい電流の低下が制限されるので、発光素子Ｌにおいても、しきい電圧またはしきい電流が過剰に低下してしまうことが制限される。これによって、発光の誤動作を生じることがなく、発光信号伝送路１２を伝送する発光信号φＥのハイレベルの電圧または電流の範囲を大きく設定することができ、発光素子Ｌの光強度の選択の自由度が向上する。
【０３８７】
図３５は、本発明の第８の実施の形態の発光装置１７０の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光装置１７０の平面を示し、発光信号伝送路１２、スタート信号伝送路１６、走査信号伝送路１５、発光素子Ｌのゲート１９、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７、接続手段１４、接続部Ｔｃ、発光素子遮光部２３、表面電極２５および基板接続部１８１は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０３８８】
本実施の形態の発光装置１７０は、前述の図１に示す第１の実施の形態の発光装置１０と同様の構成であって、発光装置１０とは、スイッチ素子Ｔおよび接続手段１４の構成が異なるのみであり、その他の構成は同様であるので、発光装置１０と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する場合がある。本実施の形態において、光走査型スイッチ装置は、スイッチ素子アレイ１３と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、後述する駆動手段７３とを含んで構成される。本実施の形態において、一方導電型は、Ｎ型であり、他方導電型は、Ｐ型である。
【０３８９】
発光装置１７０のスイッチ素子Ｔは、前述の第１の実施の形態の発光装置１０と同様に、発光部Ｔｓと受光部Ｔｒと接続部Ｔｃとを有する。本実施の形態のスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓと受光部Ｔｒとは、配列方向Ｘに分離して設けられる。発光部Ｔｓは、前述の図２５に示す実施の形態における発光部Ｔｓと同様な構成である。
【０３９０】
図３６は、図３５の切断面線Ｂ１２−Ｂ１２から見た発光装置１７０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【０３９１】
発光部Ｔｓは、基板３１の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層４２ｓ、第１の他方導電型半導体層４３ｓ、第２の一方導電型半導体層４４ｓ、第２の他方導電型半導体層４５ｓおよびオーミックコンタクト層４７を有する。基板３１の一表面３１ａに第１の一方導電型半導体層４２ｓが積層される。第１の一方導電型半導体層４２ｓの厚み方向一表面に、第１の他方導電型半導体層４３ｓが積層される。第１の他方導電型半導体層４３ｓの厚み方向一表面に、第２の一方導電型半導体層４４ｓが積層される。第２の一方導電型半導体層４４ｓの厚み方向一表面に、第２の他方導電型半導体層４５ｓが積層される。第２の他方導電型半導体層４５ｓの厚み方向一表面にオーミックコンタクト層４７が形成される。オーミックコンタクト層４７には、表面電極２５が積層され、第１および第２の走査信号伝送路１５ａ，１５ｂのいずれかが接続される。
【０３９２】
一方導電型半導体層４２ｓ、第１の他方導電型半導体層４３ｓ、第２の一方導電型半導体層３９ｓ、第２の他方導電型半導体層４５ｓおよびオーミックコンタクト層４７の積層体は、略直方体状に形成される。発光部Ｔｓは、長手方向が幅方向Ｙに沿うように配置される。
【０３９３】
発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓを形成する半導体材料は、前述した実施の形態における第１の一方導電型半導体層４２を形成する半導体材料と同様に選ばれる。発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓの厚みは、前述した実施の形態における第１の一方導電型半導体層４２の厚みと同様に選ばれる。
【０３９４】
発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３ｓを形成する半導体材料は、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４３を形成する半導体材料と同様に選ばれる。発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３ｓの厚みは、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４３と同様に選ばれる。
【０３９５】
発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓを形成する半導体材料は、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４４を形成する半導体材料と同様に選ばれる。発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓの厚みは、前述した実施の形態における第１の他方導電型半導体層４４の配列方向Ｘの一端部３９ｓおよび他端部３９ｒの厚みと同様に選ばれる。
【０３９６】
受光部Ｔｒは、基板３１の上に順次積層される第１の一方導電型半導体層１７２、第１の他方導電型半導体層１７３、第２の一方導電型半導体層１７４を有する。基板３１の一表面３１ａに第１の一方導電型半導体層１７２が積層される。第１の一方導電型半導体層１７２の厚み方向一表面１７２ａに、他方導電型半導体層１７３が積層される。他方導電型半導体層１７３の厚み方向一表面１７３ａに、第２の一方導電型半導体層１７４が積層される。第１の一方導電型半導体層１７２、第１の他方導電型半導体層１７３、第２の一方導電型半導体層１７４は、略直方体状に形成される。受光部Ｔｒは、長手方向が幅方向Ｙに沿うように配置される。受光部Ｔｒの幅方向Ｙの他端と、発光部Ｔｓの幅方向Ｙの他端とは、配列方向Ｘに揃う。
【０３９７】
第１の一方導電型半導体層１７２、他方導電型半導体層１７３および第２の一方導電型半導体層１７４は、発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓおよび第３の他方導電型半導体層４５ｓを形成する半導体材料よりもエネルギーギャップが小さく、かつ非発光性の半導体材料によって形成される。第１の一方導電型半導体層１７２、他方導電型半導体層１７３および第２の一方導電型半導体層１７４は、本実施の形態では、シリコン（Ｓｉ）によって形成されている。
【０３９８】
また本実施の形態では、基板３１としてシリコン基板を用いる。このように基板３１としてシリコン基板を用いたとき、エピタキシャル成長法を用いて、第１の一方導電型半導体層１７２、他方導電型半導体層１７３および第２の一方導電型半導体層１７４をシリコン材料によって形成することによって、結晶欠陥のきわめて少ないシリコンの積層体が得られ、受光部Ｔｒにおける受光効率を向上させることができる。
【０３９９】
また第１の一方導電型半導体層１７２、他方導電型半導体層１７３および第２の一方導電型半導体層１７４を、発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓおよび第２の他方導電型半導体層４５ｓを形成する半導体材料よりもエネルギーギャップが小さい半導体材料によって形成することによって、受光部Ｔｒでは、発光部Ｔｓから受光する光のエネルギーによって、光励起しやすくなり、受光部Ｔｒにおける受光効率を向上させることができる。
【０４００】
第１の一方導電型半導体層１７３の厚みは、１００Å〜２０００Å（オングストローム）に選ばれる。このような厚みにすることによって、他方導電型半導体層１７３と、第１の一方導電型半導体層１７２および第２の一方導電型半導体層１７４との接合部において空乏層の幅を可及的に薄くすることによって、受光部Ｔｒにおける受光効率を向上させることができる。
【０４０１】
また第１の一方導電型半導体層１７２、他方導電型半導体層１７３および第２の一方導電型半導体層１７４をシリコン材料によって形成すると、トランジスタ構造としてのコレクタ層にあたる第２の一方導電型半導体層１７４のキャリア密度を１×１０１６ｃｍ−３程度以下に制御することも容易である。
【０４０２】
受光部Ｔｒの厚み方向Ｚの寸法Ｗ２５は、発光部Ｔｓの厚み方向の寸法とほぼ等しく選ばれる。本実施の形態では、受光部Ｔｒの厚み方向Ｚの一表面、言い換えれば第２の一方型半導体層１７４の一表面１７４ａは、発光部Ｔｓのオーミックコンタクト層４７の厚み方向一表面４７ａよりも基板３１から離間している。
【０４０３】
また幅方向Ｙにおいて、受光部Ｔｒは、発光部Ｔｓの一端部から他端部にわたって形成される。また幅方向Ｙにおいて、受光部Ｔｒは、発光部Ｔｓの第２の他方導電型半導体層４５ｓの一端部よりも発光素子Ｌ寄りに延びる。
【０４０４】
発光部Ｔｓの配列方向Ｘの長さは、前述した長さＷ１０に選ばれ、受光部Ｔｒの配列方向Ｘの長さは、前述した長さＷ９に選ばれる。また発光部Ｔｓと受光部Ｔｒとは配列方向Ｘに、前述した長さＷ１１離間して配置される。またスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓと、このスイッチ素子Ｔの配列方向他方Ｘ２に隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒとは、前述した距離Ｗ３離間する。発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒとの間には、絶縁層１７が設けられ、電気的に絶縁されている。
【０４０５】
受光部Ｔｒの他方導電型半導体層１７３は、基板３１の一表面３１ａからの高さＷ２６の位置に設けられる。前記高さＷ２６は、基板３１の一表面３１ａから、発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３ｓと第２の一方導電型半導体層４４ｓとの界面までの高さＷ２７よりも大きく選ばれ、基板３１の一表面３１ａから発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓと第２の他方導電型半導体層４５ｓとの界面までの距離Ｗ２８よりも小さく選ばれる。
【０４０６】
さらに具体的には、配列方向Ｘにおいて、受光部Ｔｒの他方導電型半導体層１７３は、発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓの厚み方向一方Ｚ１の端部に臨んで設けられる。このような構成とすると、発光部Ｔｓでは、主に第２の一方導電型半導体層４４ｓと第２の他方導電型半導体層４５ｓとの界面付近で、第２の一方導電型半導体層４４ｓ寄りの領域で発光するので、発光部Ｔｓからの光を、受光部Ｔｒは効率的に受光することができる。
【０４０７】
図３７は、図３５の切断面線Ｂ１３−Ｂ１３から見た発光装置１７０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【０４０８】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２ｓと、第１の他方導電型半導体層４３ｓと、第２の一方導電型半導体層４４ｓとの発光素子Ｌ寄りの端部は、第２の他方導電型半導体層４５ｓと、オーミックコンタクト層４７との発光素子Ｌ寄りの端部よりも、発光素子Ｌに向かって突出し、発光部接続部５２ｓを構成する。スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓのうち、発光部接続部５２ｓを構成する部分４４ｓＡは、第２の他方導電型半導体層４５ｓが積層される部分４４ｓＢよりも厚みが小さく形成される。本実施の形態では、配列方向Ｘに垂直であって、スイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの中央をとおる仮想一平面は、配列方向Ｘにおいて、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの中央をとおる。
【０４０９】
発光素子Ｌの発光素子接続部５１と、発光部接続部５２ｓとは一体的に形成される。すなわち、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２と、発光部Ｔｓの第１の一方導電型半導体層４２とが一体形成されており、発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層３３と、発光部Ｔｓの第１の他方導電型半導体層４３ｓとが一体形成されており、発光素子Ｌの第２の一方導電型半導体層３４と、発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層４４ｓとが一体形成されている。本実施の形態において、接続手段１４は、第２の一方導電型半導体層３４の発光素子接続部５１における部分および第２の一方導電型半導体層４４ｓの発光部接続部５２ｓにおける部分を含んで構成される。
【０４１０】
絶縁層１７は、発光素子Ｌおよび発光部Ｔｓの表面に沿って、これらを覆って形成される。第２の一方導電型半導体層４４ｓのうち、接続手段１４を構成する発光部接続部５２ｓには、スイッチ素子伝送路１７５が接続される。スイッチ素子伝送路１７５は、絶縁層１７に積層される。発光部接続部５２ｓの厚み方向Ｚの一表面上に積層される絶縁層１７には、貫通孔１７６が形成される。スイッチ素子伝送路１７５は、貫通孔１７６にその一部が形成されて、第２の一方導電型半導体層４４ｓと接続される。
【０４１１】
発光信号伝送路１２は、絶縁層１７に積層されて、発光素子Ｌの表面に沿って形成され、第２の他方導電型半導体層３５およびオーミックコンタクト層３７を、スイッチ素子Ｔ側から覆う。これによって、発光素子Ｌからスイッチ素子Ｔに向かう光を遮光することができる。
【０４１２】
前述した遮光層１８は、スイッチ素子伝送路１７５と、信号配線伝送路１２のスイッチ素子Ｔ側の一端部とを覆う。これによって、スイッチ素子Ｔから発光素子Ｌに向かう光を遮光することができる。
【０４１３】
図３８は、図３５の切断面線Ｂ１４−Ｂ１４から見た発光装置１７０の基本的構成を示す一部の断面図である。絶縁層１７のうち、受光部Ｔｒの幅方向Ｙの一端部１７８で、第２の一方導電型半導体層１７４に積層される部分には、貫通孔１７９が形成される。スイッチ素子伝送路１７５は、絶縁層１７の厚み方向一表面に沿って、配列方向Ｘに、発光部Ｔｓの発光部接続部５２ｓの厚み方向一方Ｚ１から受光部Ｔｒの幅方向Ｙの一端部１７８の厚み方向Ｚ１まで延び、前記貫通孔１７９にその一部が形成されて、第２の一方導電型半導体層１７４と接続される。
【０４１４】
スイッチ素子伝送路１７５は、金属材料および合金材料などの導電性を有する材料によって形成され、具体的には金（Ａｕ）、金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）、金と亜鉛との合金（ＡｕＺｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）などによって形成される。本実施の形態では、スイッチ素子伝送路１７５は、発光信号伝送路１２、走査信号伝送路１５およびスタート信号伝送路１６と同じ導電性材料によって形成される。スイッチ素子伝送路１７５は、発光信号伝送路１２、走査信号伝送路１５およびスタート信号伝送路１６を作製するときに、フォトリソグラフィによって同時に形成することができるので、スイッチ素子伝送路１７５を形成するために製造工程が増加することはない。
【０４１５】
本実施の形態では、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０における第２の一方導電型半導体層６４と、基板３１の一表面３１ａとを基板接続部１８１によって接続している。これによって走査スタート用スイッチ素子Ｔ０のしきい電圧またはしきい電流を低下させることができ、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０を発光させるために必要な電圧を低くすることができ、または走査スタート用スイッチ素子Ｔ０を発光させるために必要な電流を小さくすることができる。
【０４１６】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、スイッチ素子Ｔ側、言い換えれば幅方向一方Ｙ１に、第１の一方導電型半導体層６２、第２の一方導電型半導体層６３および第１の他方導電型半導体層６４の端部を、第２の他方導電型半導体層６５およびオーミックコンタクト層６７の端部よりも突出させて構成される走査スタート用スイッチ素子接続部１８２を有する。第１の他方導電型半導体層６４のうち、走査スタート用スイッチ素子接続部１８２を構成する部分の厚みは、第２の他方導電型半導体層６５が積層される部分の厚みよりも小さく選ばれる。絶縁層１７のうち、走査スタート用スイッチ素子接続部１８２に積層される部には、貫通孔が形成され、この貫通孔に導電性を有する基板接続伝送路１８１の一部が形成される。基板接続伝送路１８１は、絶縁層１７の表面に沿って基板３１まで延び、基板３１の一表面３１ａに接続される。基板接続伝送路１８１は、スイッチ素子伝送路１７５と同じ導電性材料によって形成される。
【０４１７】
図３９は、図３６に示される発光装置１７０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。発光装置１７０は、駆動手段７３を含んでいる。本実施の形態では、受光部Ｔｒは、フォトトランジスタによって構成されている。
【０４１８】
受光部Ｔｒが受光すると、この第２の一方導電型半導体層１７４にトリガ信号が生成され、このトリガ信号が接続部Ｔｃを介して発光部Ｔｓのゲート２７に与えられと発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を低下させることができる。したがって、本実施の形態の発光装置１７０においても、前述した駆動手段７３によって、走査信号φおよび発光信号φＥならびにスタート信号φＳを与えることによって、同様な効果を達成することができる。
【０４１９】
また本実施の形態の発光装置１７０においても、スイッチ素子Ｔが前述した発光部Ｔｓ、受光部Ｔｒおよび接続部Ｔｃを有することによって、発光部Ｔｓからの光を受光部Ｔｒによって遮ることができるので、前述の実施の形態の発光装１０と同様な効果を達成することができる。
【０４２０】
さらに本実施の形態の発光装置１７０では、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓと受光部Ｔｒとの半導体層の構成が異なるので、発光部Ｔｓにおける発光効率とは関係なく、受光部Ｔｒの受光効率を高めるように、受光部Ｔｒの各導体層を設計することができ、設計の自由度が向上される。
【０４２１】
さらに、受光部Ｔｒを前述のように構成することによって、受光効率を向上させることができ、隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を確実に低下させることができ、光走査の信頼性が向上されるとともに、発光部Ｔｓの発光強度を小さくしても、隣接するスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を低下させることができるので、スイッチ素子Ｔに与える電力を小さくしても、装置の消費電力を低減することができる。
【０４２２】
また受光部Ｔｒは、基板３１の上に、第１の一方導電型半導体層１７２、他方導電型半導体層１７３および第２の一方導電型半導体層１７４とが積層される単純な構成によって、実現することができ、装置の作製が容易となる。
【０４２３】
また受光部Ｔｒの各半導体層は、非発光性の半導体材料によって形成される。非発光性の半導体材料は、いわゆる間接遷移型の半導体材料であり、特に非発光性の半導体材料であるシリコン材料によって形成される半導体層は、発光性を有する半導体材料によって形成される半導体層と比較して、キャリア濃度の制御が容易であるので、第２の一方導電型半導体層１７４のキャリア濃度を低く形成して、受光部Ｔｒにおける受光感度を向上させることができる。受光部Ｔｒにおける受光感度を向上させることによって、発光部Ｔｓに与える電力を小さくして、発光強度を小さくしても光走査させることができ、低消費電力の装置を実現することができる。
【０４２４】
図４０は、本発明の第９の実施の形態の発光装置１９０の基本的構成を示す一部の平面図である。なお、同図は、各発光素子Ｌの光の出射方向を紙面に垂直手前側として配置された発光装置１９０の平面を示し、発光信号伝送路１２、スタート信号伝送路１６、走査信号伝送路１５、発光素子Ｌのゲート１９、スイッチ素子Ｔのゲート２４、接続手段１４、発光素子遮光部２３、表面電極２５および基板接続部１８１は図解を容易にするため、斜線を付して示されている。
【０４２５】
本実施の形態の発光装置１９０は、前述の図１に示す第１の実施の形態の発光装置１０と同様の構成であって、発光装置１０とは、基板３１の形状、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔの半導体層の層構成が異なるのみであり、その他の構成は同様であるので、発光装置１０と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する場合がある。本実施の形態において、光走査型スイッチ装置は、スイッチ素子アレイ１３と、第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂと、後述する駆動手段７３とを含んで構成される。本実施の形態において、一方導電型は、Ｎ型であり、他方導電型は、Ｐ型である。
【０４２６】
図４１は、図４０の切断面線Ｂ１５−Ｂ１５から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。本実施の形態において、基板３１は、一方導電型半導体によって形成される。基板３１の厚み方向Ｚの一表面部は、凹凸形状に形成され、基板３１の一表面３１ａのうち、半導体層が積層される部分が厚み方向一方Ｚ１に突出して形成されている。以後、基板３１のうち、厚み方向に突出している部分を基板凸部１９１と記載し、厚み方向に基板凸部１９１の厚み方向一表面１９１ａから厚み方向他方Ｚ２に退避している部分を基板凹部１９２と記載する。基板凸部１９１の厚み方向Ｚの一表面１９１ａおよび基板凹部１９２の厚み方向Ｚの一表面１９２ａは、平面に形成される。厚み方向Ｚにおいて、基板凸部１９１の、基板凹部１９２の一表面１９２ａからの厚みＷ２９は、製造プロセス上で確実に基板凹部１９２において第１の他方導電型半導体層１９３を除去し、大きくなりすぎると素子の高さが高くなりすぎて好ましくないので、たとえば０．１μｍ〜１μｍ程度に選ばれる。このように基板３１を構成することによって、基板３１を発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔの一部として利用することができる。
本実施の形態において、基板３１は、シリコン基板によって実現される。
【０４２７】
発光素子Ｌは、基板凸部１９１の厚み方向Ｚの一表面１９１ａ上に形成される第１の他方導電型半導体層１９３、第１の一方導電型半導体層１９４、第２の一方導電型半導体層１９５および第２の他方導電型半導体層１９６を含んで構成される。
【０４２８】
基板３１の基板凸部１９１の一表面１９１ａ上に第１の他方導電型半導体層１９３が形成され、第１の他方導電型半導体層１９３の厚み方向一表面１９３ａ上に第１の一方導電型半導体層１９４が積層され、第１の一方導電型半導体層１９４の厚み方向一表面１９４ａ上に第２の一方導電型半導体層１９５が積層され、第２の一方導電型半導体層１９５の厚み方向一表面１９５上に第２の他方導電型半導体層１９６が積層され、第２の他方導電型半導体層１９６の厚み方向一表面１９６ａ上にオーミックコンタクト層３７が形成されて構成される。
【０４２９】
発光素子Ｌは、略直方体形状を有し、幅方向Ｙに垂直な方向の断面が略矩形状となるように、第１の他方導電型半導体層１９３、第１の一方導電型半導体層１９４、第２の一方導電型半導体層１９５、第２の他方導電型半導体層１９６およびオーミックコンタクト層３７が積層される。
【０４３０】
基板３１、第１の他方導電型半導体層１９３および第１の一方導電型半導体層１９４は、非発光性の半導体材料によって形成され、かつ第２の一方導電型半導体層１９５および第２の他方導電型半導体層１９６を形成する半導体材料よりもバンドギャップの小さいバンドギャップを有する半導体材料によって形成される。本実施の形態では、基板３１、第１の他方導電型半導体層１９３および第１の一方導電型半導体層１９４は、シリコン（Ｓｉ）材料によって形成される。基板３１のキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３程度のものが望ましく、第１の他方導電型半導体層１９３のキャリア密度は、１×１０１６〜１０１７ｃｍ−３程度のものが望ましく、第１の一方導電型半導体層１９４のキャリア密度は、１０１５〜１０１６ｃｍ−３程度のものが望ましい。
【０４３１】
第２の一方導電型半導体層１９５は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第２の一方導電型半導体層１９５のキャリア密度は、１０１８ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。第２の一方導電型半導体層１９５を、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成することによって、高い内部量子効率を得ることができる。
【０４３２】
第２の他方導電型半導体層１９６は、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第２の他方導電型半導体層３５を形成する半導体材料には、第２の一方導電型半導体層１９５を形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが大きいものが選ばれる。第２の他方導電型半導体層１９６のキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。
【０４３３】
図４２は、図４０の切断面線Ｂ１６−Ｂ１６から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。スイッチ素子Ｔは、基板凸部１９１上に順次積層される第１の他方導電型半導体層２０３、第１の一方導電型半導体層２０４、第２の一方導電型半導体層２０５ｓ，２０５ｒおよび第２の他方導電型半導体層２０６ｓ，２０６ｒ、を含んで形成される。
【０４３４】
基板３１の基板凸部１９１の一表面１９１ａ上に第１の他方導電型半導体層２０３が積層され、第１の他方導電型半導体層２０３の厚み方向一表面２０３ａに第１の一方導電型半導体層２０４が積層される。第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４の積層体は、略直方体形状に形成される。
【０４３５】
第１の一方導電型半導体層２０４の配列方向Ｘの一端部２１０の、厚み方向一表面２０４には、第２の一方導電型半導体層２０５ｒが積層される。第２の一方導電型半導体層２０５ｒの厚み方向一表面には、第２の他方導電型半導体層２０６ｒが積層される。第２の他方導電型半導体層２０６ｒの厚み方向一表面には、遮光部形成層４６が積層される。第２の一方導電型半導体層２０５ｒ、第２の他方導電型半導体層２０６ｒおよび遮光部形成層４６の積層体は、略直方体形状に形成され、この積層体の配列方向Ｘの長さは、前述した長さＷ９に選ばれる。
【０４３６】
第１の一方導電型半導体層２０４の配列方向Ｘの他端部２１１の、厚み方向一表面２０４には、第２の一方導電型半導体層２０５ｓが積層される。第２の一方導電型半導体層２０５ｓの厚み方向一表面には、第２の他方導電型半導体層２０６ｓが積層される。第２の他方導電型半導体層２０６ｓの厚み方向一表面には、オーミックコンタクト層４７が積層される。第２の一方導電型半導体層２０５ｓ、第２の他方導電型半導体層２０６ｓおよびオーミックコンタクト層４７の積層体は、略直方体形状に形成され、この積層体の配列方向Ｘの長さは、前述した長さＷ１０に選ばれる。スイッチ素子Ｔの幅方向に垂直な仮想一平面における断面は、厚み方向Ｚの一方に開口する略コ字状となる。
【０４３７】
第１の他方導電型半導体層２０３、第１の一方導電型半導体層２０４は、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒにおいて共用される。発光部Ｔｓは、基板３１、第１の他方導電型半導体層２０３、第１の一方導電型半導体層２０４、第２の一方導電型半導体層２０５ｓ、第２の他方導電型半導体層２０６ｓおよびオーミックコンタクト層４７とを含んで形成され、受光部Ｔｒは、基板３１、第１の他方導電型半導体層２０３、第１の一方導電型半導体層２０４、第２の一方導電型半導体層２０５ｒ、第２の他方導電型半導体層２０６ｒおよび遮光部形成層４６を含んで形成される。
【０４３８】
発光部Ｔｓおよび受光部ＴｒのＺ方向の厚みは、等しく選ばれ、幅方向Ｙにおいて受光部Ｔｒは、発光部Ｔｓの一端部および他端部間にわたって延びる。発光部Ｔｓの受光部Ｔｒに臨む面と、受光部Ｔｒの発光部Ｔｓに臨む面との距離は、前述した長さＷ１１に選ばれる。本実施の形態では、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒは、配列方向Ｘに垂直な仮想一平面に関して面対称となるように形成される。
【０４３９】
基板３１、第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４は、第２の一方導電型半導体層２０５ｓ，２０５ｒおよび第２の他方導電型半導体層２０６ｓ，２０６ｒを形成する半導体材料よりもエネルギーギャップが小さく、かつ非発光性の半導体材料によって形成されている。本実施の形態では、基板３１としてシリコン基板を用いている。このように基板３１としてシリコン基板を用いたとき、エピタキシャル成長法を用いて、第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４をシリコンによって形成することによって、結晶欠陥のきわめて少ないシリコンの積層体が得られ、受光部Ｔｒにおける受光効率を向上させることができる。また第１の他方導電型半導体層２０３、第１の一方導電型半導体層２０４を、発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層２０５ｓおよび第２の他方導電型半導体層２０６ｓを形成する半導体材料よりもエネルギーギャップが小さい半導体材料に形成することによって、受光部Ｔｒでは、発光部Ｔｓから受光する光のエネルギーによって、光励起しやすくなり、受光部Ｔｒにおける受光効率を向上させることができる。
【０４４０】
第１の他方導電型半導体層２０３の厚みは、１００Å〜２０００Å（オングストローム）に選ばれる。このような厚みにすることによって、基板３１と、第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４との接合部において空乏層の幅を可及的に薄くすることによって、受光部Ｔｒにおける受光効率を向上させることができる。
【０４４１】
また基板３１、第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４をシリコンによって形成すると、トランジスタ構造としてのコレクタ層にあたる第１の他方導電型半導体層２０３のキャリア密度を１×１０１６ｃｍ−３程度以下に制御することも容易である。
【０４４２】
第１の他方導電型半導体層２０３のキャリア密度は、１×１０１６〜１０１７ｃｍ−３程度のものが望ましく、第１の一方導電型半導体層２０４のキャリア密度は、１０１５〜１０１６ｃｍ−３程度のものが望ましい。
【０４４３】
基板３１、第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４をシリコン材料によって形成することによって、キャリア密度の制御性が向上され、第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４のキャリア密度を前述のキャリア密度に精度よく形成することができる。
【０４４４】
第２の一方導電型半導体層２０５ｓ，２０５ｒは、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第２の一方導電型半導体層２０５ｓ、２０５ｒのキャリア密度は、１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０１７ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。第２の一方導電型半導体層２０５ｓ、２０５ｒを、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成することによって、高い内部量子効率を得ることができる。
【０４４５】
第２の他方導電型半導体層２０６ｓ，２０６ｒは、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）およびガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体材料によって形成される。第２の他方導電型半導体層２０６ｓ、２０６ｒを形成する半導体材料には、第２の一方導電型半導体層２０５ｓ、２０５ｒを形成する半導体材料のエネルギーギャップよりもエネルギーギャップが大きいものが選ばれる。第２の他方導電型半導体層２０６ｓ、２０６ｒのキャリア密度は、１×１０１８ｃｍ−３程度のものであることが望ましい。
【０４４６】
オーミックコンタクト層４７の厚み方向Ｚの一表面には前述した表面電極２５が、厚み方向Ｚの周縁部を除く全領域にわたって積層され、この表面電極２５に走査信号伝送路１５が接続される。
【０４４７】
スイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層２０３と、発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層１９３とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層２０４と、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層１９４とは、同じ半導体材料によって形成され、層みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔの第２の一方導電型半導体層２０５ｓ，２０５ｒと、発光素子Ｌの第２の一方導電型半導体層１９５とは、同じ半導体材料によって形成され、また厚みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔの第２の他方導電型半導体層２０６ｓ，２０６ｒと、発光素子Ｌの第２の他方導電型半導体層１９６とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。またスイッチ素子Ｔのオーミックコンタクト層４７および遮光部形成層４６と、発光素子Ｌのオーミックコンタクト層３７とは、同じ半導体材料によって形成され、また厚みが等しく形成される。
【０４４８】
スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓでは、第２の一方導電型半導体層２０５ｓおよび第２の他方導電型半導体層２０６ｓによって光を発生する発光領域が形成され、受光部Ｔｒでは、基板３１と第１の他方導電型半導体層２０３と第１の一方導電型半導体層２０４とによって主として受光する受光領域、言い換えればフォトトランジスタ部が形成される。
【０４４９】
発光部Ｔｓが発光すると、この発光した発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの配列方向Ｘの他方に隣接するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒによって、受光される。
【０４５０】
発光部Ｔｓの第２の一方導電型半導体層２０５ｓおよび第２の他方導電型半導体層２０６ｓの界面付近から、この発光部Ｔｓを有するスイッチ素子Ｔの受光部Ｔｒに向かう方向、すなわち配列方向一方Ｘ１に向かう光は、受光部Ｔｒを構成する第２の一方導電型半導体層２０５ｒ、第２の他方導電型半導体層２０６ｒおよび遮光部形成層４６によって遮光される。これによって、前述の各実施の形態と同様な効果を達成することができる。
【０４５１】
本実施の形態では、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒにおいて、第１の他方導電型半導体層２０３、第１の一方導電型半導体層２０４が共通に用いられており、一体形成されるので、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒの構成がさらに簡素化され、発光部Ｔｓおよび受光部Ｔｒの作製が容易となる。第１の一方導電型半導体層２０４の中央部２０４ｃが接続部Ｔｃとして機能するので、接続部Ｔｃを別途形成する必要がなく、スイッチ素子Ｔの構成をさらに簡素化することができ、これによって製造工程を可及的に少なくすることができ、生産性を向上させることができる。
【０４５２】
図４３は、図４０の切断面線Ｂ１７−Ｂ１７から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【０４５３】
発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層１９３および第１の一方導電型半導体層１９４のスイッチ素子Ｔ寄りの端部は、第２の一方導電型半導体層１９５、第２の他方導電型半導体層１９６およびオーミックコンタクト層３７のスイッチ素子Ｔ寄りの端部よりも、スイッチ素子Ｔに向かって突出し、発光素子接続部２１１を構成する。またスイッチ素子Ｔの、第１の他方導電型半導体層２０３および第１の一方導電型半導体層２０４の発光素子Ｌ寄りの端部は、第２の一方導電型半導体層２０５ｓ，２０５ｒ、第２の他方導電型半導体層２０６ｓ，２０６ｒ、遮光部形成層３６およびオーミックコンタクト層３７の発光素子Ｌ寄りの端部よりも、発光素子Ｌに向かって突出し、スイッチ素子接続部２１２を構成する。
【０４５４】
発光素子Ｌの発光素子接続部２１１と、この発光素子Ｌに対応するスイッチ素子Ｔのスイッチ素子接続部２１２とは一体的に形成される。すなわち、発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層１９３と、スイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層２０３とが一体形成されており、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層１９４と、スイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層２０４とが一体形成されている。
【０４５５】
発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層１９４は、発光素子Ｌのゲート１９であり、スイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層２０４は、スイッチ素子Ｔのゲート２４である。スイッチ素子Ｔのゲート２４は、発光部のゲート２７および受光部のゲート２８でもある。接続手段１４は、第１の一方導電型半導体層１９４のうち発光素子接続部２１１を構成する部分と、スイッチ素子接続部２０４のうち発光部接続部２１２を構成する部分とを含んで構成され、発光素子Ｌとスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓとのゲート同士を電気的に接続している。このように接続手段１４を構成することによって、製造工程をより少なくすることができ、また発光素子Ｌとスイッチ素子Ｔとを幅方向Ｙにより近接させることができるので、発光装置１９０を小型化することができる。
【０４５６】
図４４は、図４０の切断面線Ｂ１８−Ｂ１８から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０と、スイッチ素子Ｔとは、同様な構成であるので、同様の部分には、同様の参照符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
【０４５７】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０は、基板３１、第１の他方導電型半導体層２２３、第１の一方導電型半導体層２２４、第２の一方導電型半導体層２２５、第２の他方導電型半導体層２２６を含んで構成される。基板３１の基板凸部１９１の厚み方向Ｚの一表面１９１ａに、第１の他方導電型半導体層２２３が積層される。第１の他方導電型半導体層２２３の厚み方向Ｚの一表面２２３ａ上に第１の一方導電型半導体層２２４が積層される。第１の一方導電型半導体層２２４の厚み方向Ｚの一表面２２４ａ上で、第１の一方導電型半導体層２２４の配列方向の他端部２３１に第２の一方導電型半導体層２２５が積層される。第２の一方導電型半導体層２２５の厚み方向Ｚの一表面２２５ａ上に第２の他方導電型半導体層２２６が積層される。第２の他方導電型半導体層２２６の厚み方向Ｚの一表面２１６ａ上にオーミックコンタクト層６７が積層される。オーミックコンタクト層６７の厚み方向Ｚの一表面６７ａ上に表面電極２５が積層される。第１の他方導電型半導体層２２３、第１の一方導電型半導体層２２４の積層体は、略矩形状を有する。第２の一方導電型半導体層２１５、第２の他方導電型半導体層２１６、オーミックコンタクト層６７および表面電極２５の積層体は、略直方体形状を有する。また走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の幅方向Ｙの長さは、スイッチ素子Ｔの幅方向の長さよりも大きく形成される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の幅方向Ｙの他端は、スイッチ素子Ｔの幅方向Ｙの他端と揃えて配列される。走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の幅方向Ｙに垂直な方向の断面は、略Ｌ字状に形成される。
【０４５８】
走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の他方導電型半導体層２２３と、スイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層２０３とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。また走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の一方導電型半導体層２２４と、スイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層２０４とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。また走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第２の他方導電型半導体層２２５と、スイッチ素子Ｔの第２の一方導電型半導体層２０５ｓ，２０５ｒとは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。また走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第２の他方導電型半導体層２２６と、スイッチ素子Ｔの第２の他方導電型半導体層２０６ｓ，２０６ｒとは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。また走査スタート用スイッチ素子Ｔ０のオーミックコンタクト層６７と、スイッチ素子Ｔのオーミックコンタクト層２０７とは、同じ半導体材料によって形成され、厚みが等しく形成される。
【０４５９】
第１の一方導電型半導体層２２４は、基板接続部１８１を介して基板３１に電気的に接続される。基板接続部１８１は、発光信号伝送路１２、走査信号伝送路信号１５およびスタート信号伝送路１６と同じ導電性材料によって形成される。絶縁層１７のうち、第１の一方導電型半導体層２２４の厚み方向Ｚの一表面２２４ａ上で、第１の一方導電型半導体層２２４の配列方向Ｘの幅方向Ｙの一端部２２４ａ積層される部分には、貫通孔が形成され、この貫通孔に基板接続部１８１の一部が形成され。基板接続伝送路１８１は、絶縁層１７の表面に沿って基板３１まで延び、基板３１の一表面３１に接続される。
【０４６０】
発光装置１９０の等価回路は、図７に示す発光装置１０の等価回路と同様であり、図７に示す等価回路において、スタート用スイッチ素子Ｔ０のゲートが接地されたものである。
【０４６１】
本実施の形態の発光装置１９０においても、スイッチ素子Ｔが前述した発光部Ｔｓ、受光部Ｔｒおよび接続部Ｔｃを有することによって、発光部Ｔｓからの光を受光部Ｔｒによって遮ることができ、また受光部Ｔｒが受光することによって発光部Ｔｓのしきい電圧またはしきい電流を低下させることができるので、前述の実施の形態の発光装置１０と同様な効果を達成することができる。
【０４６２】
また基板として、シリコン基板を用いているので、機械的な強度が高く、表面に、ほぼ無欠陥の結晶成長が可能であるので、発光部Ｔｓの発光特性および受光部Ｔｒの受光特性を、各スイッチ素子Ｔにおいて揃えることができ、安定して動作させることができるとともに、歩留まりを向上させることができる。
【０４６３】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した第１〜第８の実施の形態の発光装置において、基板３１と発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２との間、基板３１とスイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層４２との間、基板３１と走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の一方導電型半導体層６２との間に、一方導電型半導体から成るバッファ層を設ける構成としてもよい。このような構成とすることによって、基板３１上により結晶性の向上された半導体層を形成することができ、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔならびに走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の特性をより均一にすることができる。
【０４６４】
このバッファ層、もしくは第１の一方導電型半導体層４２のシート抵抗を、第２の一方導電型半導体層４４よりも小さくすることによって、スイッチ素子Ｔの基板３１と垂直方向に流れる電流を走査信号伝送路１５の接続された表面電極２５が存在する領域に集中することができるため、発光効率を高められる。
【０４６５】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した第９の実施の形態の発光装置において、基板３１と発光素子Ｌの第１の他方導電型半導体層１９３との間、基板３１とスイッチ素子Ｔの第１の他方導電型半導体層２０３との間、基板３１と走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の一方導電型半導体層２１３との間に、一方導電型半導体層または他方半導体層からなるバッファ層を設ける構成としてもよい。また、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層１９４と第２の一方導電型半導体層１９５との間、スイッチ素子Ｔの一方導電型半導体層２０４と第２の一方導電型半導体層２０５ｓおよび２０５ｒとの間、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の一方導電型半導体層２２４と第２の一方導電型半導体層２２５との間に、一方導電型半導体層からなるバッファ層を設ける構造としても良い。このような構成とすることによって、基板３１上により結晶性の向上された半導体層を形成することができ、発光素子Ｌおよびスイッチ素子Ｔならびに走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の特性をより均一にすることができる。
【０４６６】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した第１〜第８の実施の形態の発光装置において、基板３１として、絶縁性を有する基板または半絶縁性を有する基板を用いてもよい。前記基板は、たとえば半絶縁性のガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、サファイアなどによって形成される。このような基板を用いる場合には、前述した裏面電極３６を基板３１の厚み方向Ｚの他表面に形成しないで、発光素子Ｌの第１の一方導電型半導体層３２、スイッチ素子Ｔの第１の一方導電型半導体層４２、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の第１の一方導電型半導体層６２に、カソード電極を形成する。このような構成であっても、同様な効果を達成することができる。
【０４６７】
本発明のさらに他の実施の形態の発光装置では、前述した各実施の形態の発光装置において、発光信号伝送路１２と発光素子遮光部２３とを一体に形成してもよい。この場合、発光素子遮光部２３と、基板３１とが接触しないように、発光素子遮光部２３が形成される溝部２３の底部を絶縁層１７の一部によって形成することによって、発光信号伝送路１２と基板３１との短絡を防止する。発光素子遮光部２３は、厚み方向Ｚにおいて、オーミックコンタクト層３７から第２の一方導電型半導体層３４と、第２の他方導電型半導体層３５とによって形成される発光部よりも基板３１側まで延びるように形成されれば、同様の効果を達成することができる。
【０４６８】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、発光素子Ｌのオーミックコンタクト層３７に積層して、発光信号伝送路１２とともにアノード端子として機能する金属層を形成してもよい。このような構成とすると、発光素子Ｌの各半導体層への電界を均一化することができ、発光素子Ｌから放射される光の発光強度を増加させることができる。
【０４６９】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、遮光層１８を、スイッチ素子Ｔが発する波長の光の反射率が高く、絶縁層１７よりも屈折率の低い材料によって形成してもよい。たとえば遮光層１８は、ポリイミドによって形成される。遮光層１８によって、光が吸収されるのではなく、光が反射されるので、スイッチ素子Ｔからの光が、スイッチ素子Ｔから厚み方向一方Ｚ１に出射される光に干渉してしまうことを防止するだけでなく、隣接するスイッチ素子Ｔに入射される光量がより多くなるので、スイッチ素子Ｔの受光効率を高めることができる。
【０４７０】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、一方導電型をＰ型とし、他方導電型をＮ型としてもよい。一方導電型をＰ型とし他方導電型をＮ型としても、バイアス電圧の極性を、一方導電型をＮ型とし他方導電型とＰ型としたときとは反対とすることによって、前述の各実施の形態の発光装置と同様の効果を得ることができる。
【０４７１】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、前記駆動手段７３が出力する発光信号φＥのハイレベルの電圧または電流は、発光信号伝送路１２に接続されるスイッチ素子Ｔによってトリガ信号が与えられた発光素子Ｌを除く他の発光素子Ｌのしきい電圧またはしきい電流うちの最低値よりも、高い電圧または高い電流に選ばれてもよい。発光信号伝送路１２は、抵抗素子Ｒφを介して接続手段１４に接続されており、トリガ信号が与えられることによってしきい電圧またはしきい電流が低下した発光素子Ｌが接続される発光信号伝送路１２に、この発光信号伝送路１２に接続される他の発光素子Ｌのしきい電圧またはしきい電流の最低値よりも高い電圧または電流の発光信号φＥを与えると、発光信号φＥは、抵抗素子Ｒφを介して、発光信号伝送路１２に与えられ、発光素子Ｌには、抵抗素子Ｒφによって分圧された電圧が与えられる。各発光素子Ｌには、抵抗素子Ｒφによって分圧された電圧が徐々に印加されることとなり、発光信号伝送路１２に接続される複数の発光素子Ｌのうち、トリガ信号が与えられた発光素子Ｌに与えられる電圧または電流が、最も早くこの発光素子Ｌのしきい電圧またはしきい電流よりも大きくなる。これによって、しきい電圧またはしきい電流が最も低い発光素子Ｌのみが発光し、他の発光素子Ｌは、発光しない。このため駆動手段７３による発光信号φＥの制御が容易となる。
【０４７２】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、前記駆動手段７３が出力する走査信号φのハイレベルは、隣接するスイッチ素子Ｔからの光を受光することによってしきい電圧またはしきい電流が低下したスイッチ素子Ｔが接続される走査信号伝送路１５に、この走査信号伝送路１５に接続される他のスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流の平均値よりも高い電圧または電流に選ばれる。隣接するスイッチ素子Ｔからの光を受光することによってしきい電圧またはしきい電流が低下したスイッチ素子Ｔが接続される前記走査信号伝送路１５に、この走査信号伝送路１５に接続される他のスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流の平均値よりも高い電圧または電流の走査信号φを与えると、走査信号φは抵抗素子Ｒφを介して、走査信号伝送路１５に与えられ、スイッチ素子Ｔには、抵抗素子Ｒφによって分圧された電圧が与えられる。各スイッチ素子Ｔには、抵抗素子Ｒφによって分圧された電圧が徐々に印加されることとなり、同じ走査信号伝送路１５に接続される複数のスイッチ素子Ｔのうち、隣接しているスイッチ素子Ｔからの光を受光したスイッチ素子Ｔに与えられる電圧または電流が、最も早くこのスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流よりも大きくなる。これによって、しきい電圧またはしきい電流が最も低いスイッチ素子Ｔのみが発光し、他のスイッチ素子Ｔは、発光しない。
【０４７３】
駆動手段７３が出力する走査信号φのハイレベルを前述のように前記平均値よりも高い電圧または電流にするので、しきい電圧またはしきい電流が低下したスイッチ素子Ｔに、より高電圧または高電流を与えて、オン状態に移行させることができ、光走査の速度を向上させることができる。
【０４７４】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、前記駆動手段７３が出力する走査信号φのハイレベルは、走査信号伝送路１５に接続される全てのスイッチ素子Ｔのしきい電圧またはしきい電流よりも高く選ばれてもよい。このような構成であっても、同様の効果を達成することができ、さらに駆動手段７３によって走査信号φのハイレベルの電圧または電流を、スイッチ素子Ｔの変動するしきい電圧またはしきい電流に関係なく決定することができるので、駆動手段７３の設計が容易となる。
【０４７５】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、駆動手段７３を発光体チップ７５，１０１が実装される回路基板に設けるのではなく、画像形成装置本体の制御手段９６が設けられる回路基板などに設ける構成としてもよい。駆動手段７３を発光体チップ７５，１０１が設けられる回路基板とは異なる場所に設けることによって、発光体チップ７５，１０１が設けられる回路基板をより小型化することができ、感光体ドラム９０の周囲において配置しやすくなる。
【０４７６】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置において、スイッチ素子Ｔに複数の発光素子Ｌを対応させてもよい。すなわち、１つのスイッチ素子Ｔのゲート２４または１つのスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓのゲート２７と、複数の発光素子Ｌのゲート１９とを接続してもよい。このような構成とすることによって、複数の発光素子Ｌを同時に発光させることができる。
【０４７７】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述の各実施の形態の発光装置において、各半導体層は、それぞれが多層に形成されてもよい。たとえば、第１の一方導電型半導体層は、一方導電型の半導体層が、複数積層されて構成されてもよく、第１の他方導電型半導体層は、他方導電型の半導体層が、複数積層されて構成されてもよく、第２の一方導電型半導体層は、一方導電型の半導体層が、複数積層されて構成されてもよく、第２の他方導電型半導体層は、他方導電型の半導体層が、複数積層されて構成されてもよい。
【０４７８】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した各実施の形態の発光装置の構成を組合せて構成されてもよい。たとえば第３〜第９の実施の形態における駆動手段を、第２の実施の形態における駆動手段としてもよく、第５〜第１２の各実施の形態における発光装置は、第４の実施の形態の発光装置における発光体チップのような構成を有していてもよい。また各実施の形態における発光装置は、第５の実施の形態における反射手段１３１を備えていてもよい。
【０４７９】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０４８０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光走査型スイッチ装置９を備える発光装置１０の基本的構成を示す一部の平面図である。
【図２】図１の切断面線Ｂ１−Ｂ１から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図３】図１の切断面線Ｂ２−Ｂ２から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図４】図１の切断面線Ｂ３−Ｂ３から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図５】図１の切断面線Ｂ４−Ｂ４から見た発光装置１０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図６】発光素子Ｌ、スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓ、受光部Ｔｒおよび走査スタート用スイッチ素子Ｔ０の、アノード電圧とアノード電流との関係である順方向電圧−電流特性を示すグラフである。
【図７】図１に示される発光装置１０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。
【図８】駆動手段７３が、スタート信号伝送路１６に与えるスタート信号φＳ、第１走査信号伝送路１５ａに与える第１走査信号φ１、第２走査信号伝送路１５ｂに与える第２走査信号φ２、および発光信号伝送路１２に与える発光信号φＥと、発光素子Ｌ１の発光強度と、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０およびスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４の発光強度とを示す波形図である。
【図９】第１走査信号伝送路１５ａに接続されるスイッチ素子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５のしきい電圧の変化を表す波形図である。
【図１０】スイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓの順方向電圧−電流特性と、各走査信号伝送路１５に供給される第１および第２走査信号φ１，φ２のハイレベルの電圧ＶＨの範囲とを示すグラフである。
【図１１】発光装置１０を構成する発光体チップ７５の構成を示す概略的に示す平面図である。
【図１２】発光体チップ７５を複数有する発光体チップ組立体８６の基本的構成を示す一部の平面図である。
【図１３】発光装置１０を有する画像形成装置８７の基本的構成を示す側面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の発光装置において駆動手段７３がスタート信号伝送路１６に与えるスタート信号φＳ、および走査信号伝送路１５に与える第１および第２走査信号φ１，φ２発光信号伝送路１２に与える発光信号φＥと、発光素子Ｌ１の発光強度と、走査スタート用スイッチ素子Ｔ０およびスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４の発光強度とを示す波形図である。
【図１５】第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂに第１および第２走査信号φ１，φ２をそれぞれ与えたときに、隣接する２つのスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに与えられる電圧を測定した実験結果を示す波形図である。
【図１６】第１および第２走査信号伝送路１５ａ，１５ｂに第１および第２走査信号φ１，φ２をそれぞれ与えたときに、隣接する２つのスイッチ素子Ｔの発光部Ｔｓに与えられる電圧を測定した実験結果を示す波形図である。
【図１７】本発明の第３の実施の実施の形態の発光装置におけるスイッチ素子Ｔの発光部の順方向電圧−電流特性と、各スイッチ素子Ｔに与えられる走査信号φのハイレベルの電圧ＶＨの範囲を示す図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態の発光装置１００における発光体チップ１０１の基本的構成を示す平面図である。
【図１９】発光体チップ１０１を複数有する発光体チップ組立体１０９の基本的構成を示す一部の平面図である。
【図２０】コレット１１２に吸着させた発光体チップ１０１を示す断面図である。
【０４８１】
【図２１】コレット１１２に吸着させた発光体チップ１０１を示す断面図である。
【図２２】本発明の第５の実施の形態の発光装置１３０の基本的構成を示す一部の平面図である。
【図２３】図２２の切断面線Ｂ５−Ｂ５から見た発光装置１３０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図２４】図２２の１点鎖線で囲まれる領域１３２を拡大して示す平面図である。
【図２５】本発明の第６の実施の形態の発光装置１４０の基本的構成を示す一部の平面図である。
【図２６】図２５の切断面線Ｂ６−Ｂ６から見た発光装置１４０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図２７】図２５の切断面線Ｂ７−Ｂ７から見た発光装置１４０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図２８】図２５の切断面線Ｂ８−Ｂ８から見た発光装置１４０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図２９】図２５に示される発光装置１４０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。
【図３０】本発明の第７の実施の形態の発光装置１５０の基本的構成を示す一部の平面図である。
【図３１】図３０の切断面線Ｂ９−Ｂ９から見た発光装置１５０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図３２】図３０の切断面線Ｂ１０−Ｂ１０から見た発光装置１５０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図３３】図３０の切断面線Ｂ１１−Ｂ１１から見た発光装置１５０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図３４】図３０に示される発光装置１５０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。
【図３５】本発明の第８の実施の形態の発光装置１７０の基本的構成を示す一部の平面図である。
【図３６】図３５の切断面線Ｂ１２−Ｂ１２から見た発光装置１７０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図３７】図３５の切断面線Ｂ１３−Ｂ１３から見た発光装置１７０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図３８】図３５の切断面線Ｂ１４−Ｂ１４から見た発光装置１７０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図３９】図３６に示される発光装置１７０の基本的構成を示す一部の等価回路を示す回路図である。
【図４０】本発明の第９の実施の形態の発光装置１９０の基本的構成を示す一部の平面図である。
【０４８２】
【図４１】図４０の切断面線Ｂ１５−Ｂ１５から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図４２】図４０の切断面線Ｂ１６−Ｂ１６から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図４３】図４０の切断面線Ｂ１７−Ｂ１７から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図４４】図４０の切断面線Ｂ１８−Ｂ１８から見た発光装置１９０の基本的構成を示す一部の断面図である。
【図４５】自己走査機能を有する第１の従来の技術の光走査装置１の基本構造の模式図である。
【図４６】光走査装置１の基本構造の概略的な回路構成を示す図である。
【図４７】光走査装置１の動作を説明するための波形図である。
【図４８】自己走査機能を有する発光装置８の基本構造の概略的な回路構成を示す回路図である。
【図４９】発光装置８の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【０４８３】
１０，１００，１３０，１４０，１５０，１７０，１９０  発光装置
１１  発光素子アレイ
１２  発光信号伝送路
１３  スイッチ素子アレイ
１４  接続手段
１５  走査信号伝送路
１６  スタート信号伝送路
１７  絶縁層
１８  遮光層
Ｌ  発光素子
Ｔ  スイッチ素子
Ｔ０  走査スタート用スイッチ素子
Ｔｓ  発光部
Ｔｒ  受光部
Ｔｃ  接続部
【図１】
2006286983.tif 000003
【図２】
2006286983.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006286983.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2006286983.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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